CN103872240A - 压电致动器以及包括该压电致动器的用于产生振动的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压电致动器，该压电致动器包括：正电极层和负电极层，反复地交替地竖直层叠；压电元件层，分别设置在正电极层和负电极层之间；正电极(或阳极)连接柱，设置在与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置，并且贯穿电极层和压电元件层，以将正电极层连接；以及负电极(或阴极)连接柱，设置在与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置，并且贯穿电极层和压电元件层，以将负电极层连接。

Description

压电致动器以及包括该压电致动器的用于产生振动的装置

本申请要求于2012年12月12日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0144477号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用被包含于此。

技术领域

本发明涉及一种压电致动器以及一种包括该压电致动器的用于产生振动的装置。

背景技术

用于产生振动的装置是利用电磁力的内在原理将电能转换为机械振动的组件，其安装在便携式电话中，以用于静音地通知用户接收到来电。

电话市场的快速扩张促进了对便携式电话添加各种功能。根据这一趋势，便携式电话的组件需要更小并且具有高品质。在用于产生振动的装置的情况下，需要开发一种具有可以改善现有产品的不足之处的新颖结构并且具有显著提高的品质的产品。

随着近年来具有大的LCD屏幕的便携式电话已经越来越多地投放到市场，已经采用了触摸屏方案，并且也已经使用用于产生振动的装置以在触摸事件中产生振动。

采用了触摸屏的便携式电话中使用的用于产生振动的装置在触摸事件中比在接收到来电的事件中使用得更频繁，所以需要它具有较长的使用寿命以及与用户触摸触摸屏的速度相符的快的响应速度。

为了满足对寿命和响应性的需求，现在，采用触摸屏的便携式电话还采用线性振动器(linear vibrator)。

不是利用电机使不平衡重物旋转的原理，在线性振动器中，悬挂在安装于线性振动器中的弹簧上的质量体(mass body)通过由线圈和磁体产生的电磁力进行线性谐振运动，以产生振动。

选择性地，压电元件可以用作致动器，以根据压电元件的收缩和膨胀而能够使质量体进行线性谐振运动，从而产生振动。

在用于产生振动的装置中应用使用压电元件的压电致动器是基于如下原理：压电致动器的基于其中央部分在长度方向上的两侧的长度改变。

然而，在现有技术中，将压电致动器中上面层叠和下面层叠的电极连接的部分设置在长度明显改变的压电致动器的端部，这是所认识到的问题。

发明内容

本发明的一方面提供了一种用于容易地连接竖直地层叠在压电致动器内的电极的结构。

本发明的另一方面提供了一种压电致动器，在该压电致动器中，竖直地层叠的电极在没有明显变化的中央部分被连接。

根据本发明的一方面，提供了一种压电致动器，所述压电致动器包括：正电极层和负电极层，反复地交替地竖直层叠；压电元件层，分别设置在正电极层和负电极层之间；正电极(或阳极)连接柱，设置在与小于驱动事件中(即，当驱动压电致动器时)的最大位移的50％的位移对应的位置，并且贯穿电极层和压电元件层，以将正电极层连接；以及负电极(或阴极)连接柱，设置在与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置，并且贯穿电极层和压电元件层，以将负电极层连接。

正电极层可以具有四边形的形状，所述四边形的形状具有水平边和竖直边，正电极连接柱和负电极连接柱可以设置在水平方向上的、与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置。

正电极层可以具有正电极虚设图案，正电极虚设图案形成在水平方向上的、与小于驱动事件中的竖直方向上的最大位移的50％的位移对应的部分的一侧并且与正电极层分开，负电极层可以具有负电极虚设图案，负电极虚设图案形成在水平方向上的、与小于驱动事件中的竖直方向上的最大位移的50％的位移对应的部分的另一侧并且与负电极层分开，在竖直方向上的设置有负电极虚设图案的另一侧，正电极连接柱可以以贯穿的方式竖直地连接，在竖直方向上的设置有正电极虚设图案的一侧，负电极连接柱可以以贯穿的方式竖直地连接。

正电极虚设图案和负电极虚设图案可以基于压电致动器的中央对称地设置，并具有相同的形状。

竖直边可以比水平边短。

电极层的最下层可以不具有虚设图案。

仅有具有相应极性的连接柱可以连接到电极层的最下层。

暴露到外部以电连接到正电极层和负电极层的外部电极可以设置在与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于产生振动的装置，所述装置包括：壳体，具有内部空间；方向改变构件，安装在壳体中，以被设置在内部空间中；压电致动器，固定到方向改变构件使得压电致动器的水平形变受到约束，并且通过压电致动器的水平形变使方向改变构件变形；以及振动器，固定到方向改变构件，并且根据压电致动器的水平形变沿竖直方向竖直地移动。

方向改变构件可以包括：固定端，固定到壳体；水平部分，沿水平方向从固定端向两侧延伸；竖直部分，沿竖直方向从水平部分的水平方向上的外部向下延伸；位移扩大部分，沿水平方向从竖直部分的竖直方向上的下部向两侧延伸并且使振动器固定到其水平方向上的两侧。

压电致动器可以设置在水平部分和竖直部分形成的空间中。

压电致动器的以下表面中的至少任一个表面可以附着到方向改变构件：竖直方向上的上表面、水平方向上的端表面和侧表面。

壳体可以包括支架和壳，方向改变构件安装在支架上，壳覆盖支架并且与支架结合以提供内部空间。

所述装置还可以包括板，所述板附着到支架并且向压电致动器提供电能。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他方面、特点及其他优点将会被更加清楚地理解，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的用于产生振动的装置的透视图；

图2A到图2C是沿线(即A-A’部分)截取的图1的用于产生振动的装置的截面图；

图3是根据本发明的实施例的用于产生振动的装置的结合透视图；

图4是根据本发明的实施例的用于产生振动的装置的分解透视图；

图5A和图5B是示出了根据本发明的实施例的用于产生振动的装置的操作的图；

图6是根据本发明的实施例的压电致动器的分解透视图；

图7是根据本发明的另一实施例的压电致动器的分解透视图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的范围充分传达给本领域技术人员。在附图中，为了清晰起见，可能会夸大元件的形状和尺寸，并且将始终使用相同的标号指示相同或相似的元件。

图1是根据本发明的实施例的用于产生振动的装置的透视图。图2A到图2C是沿线(即A-A’部分)截取的图1的用于产生振动的装置的截面图。图3是根据本发明的实施例的用于产生振动的装置的结合透视图。图4是根据本发明的实施例的用于产生振动的装置的分解透视图。

参照图1到图4，根据本发明的实施例的用于产生振动的装置100可以包括：壳体110，形成用于产生振动的装置100的外部；板120，提供电能；压电致动器130，根据提供到其的电能在水平方向上收缩和膨胀；方向改变构件140，固定在壳体110中，并具有安装在其上的压电致动器130；以及振动器(或者重物)150，固定到方向改变构件140，振动器150的竖直位移根据压电致动器130的水平形变而改变。

首先，在下面定义方向性术语。在图2A、图2B和图2C中，水平方向可以指左右方向，即，从压电致动器130或者振动器150的一端朝着压电致动器130或者振动器150的另一端的方向(即，长度方向)，竖直方向可以指向下或向上的方向，即，从压电致动器130或者振动器150的底部朝着压电致动器130或者振动器150的顶部的方向(即，高度方向)。然而，水平方向可以不指具体的方向而是可以包括任何方向，只要它位于水平面上即可，并且竖直方向可以包括任何方向，只要它垂直于所述水平方向即可。

同时，对于其横向和纵向中的任何一个较长的构件，宽度方向可以指具有较短的长度的方向。例如，在横向比纵向长的情况下，竖直方向可以是宽度方向。这里，横向可以是如上所述的水平方向(即，长度方向)。

另外，主表面可以是预定的构件(例如，压电致动器130或者振动器150)的最大的表面。

另外，预定的构件的外侧可以指基本上基于振动器150的中央沿水平方向向左向右的方向，相反地，预定的构件的内侧可以指在水平方向上沿向左向右方向振动器150的基本上中央的方向。

壳体110具有内部空间并且形成用于产生振动的装置100的外部。壳体110可以包括支架112和壳114。方向改变构件140可以安装在支架112上。另外，板120可以安装在支架112上。

另外，壳114可以覆盖支架112并且可以与支架112结合，以提供内部空间。

这里，在本发明的实施例中，板120或者方向改变构件140安装在支架112上，但是本发明不限于此，板120或者方向改变构件140可以安装在壳114上。

支架112可以具有板状形状，以使构件容易地安装于其上。另外，壳114可以具有下表面敞开的盒状的形状，即，六面体的形状，以覆盖支架112的整体。

当然，支架112或者壳114的形状不限于此，并且可以具有各种其他形状。例如，支架112可以设置成圆形板，壳可以具有覆盖所述圆形板的圆筒形的形状，以提供内部空间。

板120可以固定地安装在支架112上。板120可以安装在壳体110的内表面上，以位于壳体110的内部空间中，或者可以安装在壳体110的外表面上。板120可以是印刷电路板，特别地，柔性PCB(FPCB)。在下文中，将描述板120安装在壳体110的内表面上的情况作为实施例。

另外，在板120安装在壳体110的内表面上的情况下，板120可以包括暴露到壳体110外部的端子连接部分121。

壳体110可以具有通孔114a，端子连接部分121穿过通孔114a暴露。具体地说，通孔114a可以设置在壳114的水平方向上的端部。另外，支架112包括端子支撑部分112a，端子支撑部分112a设置在与通孔114a的位置相对应的位置并且向外突出，端子连接部分121可以延伸到端子支撑部分112a的上表面。

同时，板120可以固定地安装在支架112的上表面上。在本发明的实施例中，振动器在内部空间中振动，所以板120可以固定到支架112，使得板120不与振动器接触，并且板120可延伸到压电致动器130所处的部分，以连接到压电致动器130。

另外，支架112可以包括连接部分112b，方向改变构件140固定地安装到连接部分112b。详细地说，方向改变构件140的固定端142(将在下文中描述)可以结合到连接部分112b。连接部分112b可以基本上设置在支架112的中央，并且可以具有在支架112的宽度方向上的两侧沿竖直方向向上突出的板状的形状。当然，固定端142可以具有对应于连接部分112b形状的形状。连接部分112b和固定端142可以通过诸如焊接、经由施用粘合剂等的结合手段而连接。

方向改变构件140可以安装成位于壳体110的内部空间中。方向改变构件140的上部上可以安装有振动器150(或者重物)(将在下文中描述)。方向改变构件140可以根据安装在方向改变构件140中的压电致动器130的水平形变(即，膨胀或收缩)而引起安装在方向改变构件140上部上的振动器150的竖直位移。

根据本发明的实施例的方向改变构件140可以包括基于用于产生振动的装置100的中央在水平方向上向外延伸的弹性构件，在这种情况下，弹性构件根据安装在弹性构件上的压电元件的水平形变而在竖直方向上变形。

详细地说，根据本发明的一个实施例的方向改变构件140可以包括固定到壳体110的固定端142、沿水平方向从固定端142延伸的至少两个水平部分144、沿竖直方向从水平部分144的水平方向上的外部向下延伸的竖直部分146以及沿水平方向从竖直部分146的竖直方向上的下部向两侧延伸并且使振动器150固定到其水平方向上的两侧的位移扩大部分148。

这里，设置在压电致动器130中的压电元件可以设置在水平部分144和竖直部分146形成的空间中。

在本实施例中，可以设置两个或更多的水平部分144，因此，两个或更多的竖直部分146和位移扩大部分148可以按照相应的方式从水平部分144延伸。

在下文中，为了说明的目的，将参照附图描述设置了两个水平部分144的情况。

根据本实施例的方向改变构件140可以包括固定到壳体110的固定端142、沿水平方向从固定端142向两侧延伸的水平部分144、沿竖直方向从水平部分144的水平方向上的外部向下延伸的竖直部分146以及沿水平方向从竖直部分146的竖直方向上的下部向两侧延伸并且使振动器150固定到其水平方向上的两侧的位移扩大部分148。

固定端142可以固定地安装在设置于支架112中的连接部分112b中。固定端142可以具有对应于连接部分112b的形状的形状。

水平部分144可以沿水平方向从固定端142向两侧延伸。水平部分144可以是弯曲的。水平部分144可以基本上与水平方向平行。

接下来，竖直部分146可以沿竖直方向从水平部分144的水平方向上的外部向下延伸。水平部分144可以以直角结合到竖直部分146。

压电致动器130可以设置在水平部分144和竖直部分146形成的空间中。即，压电致动器130可以固定在水平部分144和竖直部分146形成的空间中，使得压电致动器130的水平形变受到约束，以通过压电致动器130的水平形变使方向改变构件140变形(即，改变方向改变构件140的形状)。因此，压电致动器130的竖直方向上的上部可以附着到水平部分144(请参见图2C)。另外，压电致动器130的水平方向上的两端可以附着到竖直部分146(请参见图2B)。选择性地，压电致动器130的竖直方向上的上部可以附着到水平部分144，并且压电致动器130的水平方向上的两端可以附着到竖直部分146(请参见图2A)。

同时，位移扩大部分148可以沿水平方向从竖直部分146的竖直方向上的下部向外侧延伸，并且使振动器150固定到位移扩大部分148的水平方向上的外部。即，位移扩大部分148可以沿水平方向从竖直部分146的竖直方向上的下部向外侧延伸，以扩大振动器150的竖直位移。即，竖直部分146结合到水平部分144，水平部分144在竖直方向上弯曲。因此，沿水平方向从竖直部分146向外最大延伸的部分可以在竖直方向上最大限度地弯曲。

这里，为了使根据本实施例的用于产生振动的小的装置100的空间使用率最大化，位移扩大部分148的结合到竖直部分146的部位在竖直方向上可以比固定到振动器150的部位低。即，位移扩大部分148可以从其结合到竖直部分146的部位沿水平方向朝着外侧在竖直方向上向上地倾斜。

另外，振动器150可以固定到位移扩大部分148的水平方向上的外部。位移扩大部分148可以包括结合部分148a，结合部分148a形成在振动器150所固定到的水平方向上的外部上，使得结合部分148a平行于水平方向。

在下文中，将基于压电致动器结合到水平部分144和竖直部分146的结构描述水平部分144的弯曲机制。

在压电致动器的竖直方向上的上部附着到水平部分144的情况下(请参见图2C)，当压电致动器沿水平方向在长度上变形时，约束压电致动器130的水平部分144可以弯曲。即，当压电致动器的长度在水平方向上变形时，长度没有变形的水平部分144弯曲。在这种情况下，水平部分144可以弯曲，使得两端基于压电致动器的中央在竖直方向上向上或者向下弯曲。换言之，当压电致动器的长度在水平方向上伸长时，水平部分144的两端可以在竖直方向上向上弯曲。另外，当压电致动器的长度在水平方向上缩短时，水平部分144的两端可以在竖直方向上向下弯曲。

在压电致动器的水平方向上的两端附着到竖直部分146的情况下(请参见图2B)，当压电致动器的长度在水平方向上改变时，约束压电致动器的竖直部分146基于压电致动器的中央沿水平方向向着两侧被推动或者拉动。在这种情况下，由于竖直部分146沿竖直方向从水平部分144的外端向下延伸，因此基于水平部分144和竖直部分146相接的部位产生了扭矩，引起水平部分144弯曲。在这种情况下，水平部分144弯曲，使得其两端基于压电致动器的中央在水平方向上向上或向下弯曲。换言之，当压电致动器的长度在水平方向上伸长时，竖直部分146被向外推动，所以水平部分144的两端可以沿竖直方向向上弯曲。另外，当压电致动器的长度在水平方向上缩短时，竖直部分146被向内拉动，所以水平部分144的两端可以在竖直方向上向下弯曲。

在压电致动器的竖直方向上的上部附着到水平部分144并且压电致动器的水平方向上的两端附着到竖直部分146的情况下(即，在图2A中的情况下)，前两种情况可以以复合的方式发生。即，水平部分144由于水平部分144的水平形变和压电致动器的水平形变之间的差异导致的弯曲以及水平部分144由于两侧的竖直部分146的位移导致的弯曲可以同时发生。在这种情况下，方向改变构件140的竖直形变可以更加有效。

详细地说，图5A示出了压电致动器130在水平方向上膨胀的构造，图5B示出了压电致动器130在水平方向上收缩的构造。

参照图5A，随着压电致动器130在水平方向上膨胀，水平部分144的水平方向上的外端在竖直方向上向上弯曲。因此，从水平部分144借助于竖直部分146沿水平方向延伸的位移扩大部分148的水平方向上的外部在竖直方向上被向上提升。因此，结合到位移扩大部分148的水平方向上的外部的振动器150在竖直方向上向上移动。

参照图5B，随着压电致动器130在水平方向上收缩，水平部分144的水平方向上的外端在竖直方向上向下弯曲。因此，从水平部分144借助于竖直部分146沿水平方向延伸的位移扩大部分148的水平方向上的外部沿竖直方向向下展开。因此，结合到位移扩大部分148的水平方向上的外部的振动器150在竖直方向上向下移动。

如图5A和图5B所示，随着压电致动器130在水平方向上反复地膨胀和收缩，安装在方向改变构件140的上端上的振动器150在竖直方向上向下或向上振动。

同时，安装在水平部分144和竖直部分146形成的空间中的压电致动器130在水平方向上反复地膨胀和收缩。在这种情况下，压电致动器130的水平方向上的中央维持在相同的位置，而不是在水平方向上运动。即，仅压电致动器130的各部分的水平方向上的中央维持在固定的状态而不沿任何方向移动。因此，在压电致动器130安装在根据本发明的实施例的用于产生振动的装置100中的情况下，将设置在压电致动器130中的电极连接的结构可以设置在水平方向上的、与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置。如示出的，在与压电致动器130的基本上中央的部分对应的方向改变构件140固定到支架112的情况下，电极连接结构可以设置在从基本上的水平方向上的中央部分沿着水平方向向两侧的、与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置。然而，本发明不限于此，例如，在与压电致动器130的水平方向上的两端部相对应的方向改变构件140固定到支架112的情况下，电极连接结构可以设置在从水平方向上的两端部沿着水平方向向内侧的、与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置。

以此方式，当电极连接结构设置在与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的部分中时，设置电极连接结构的部分中的压电致动器130对应于变形相对较小的部分。因此，电极连接结构的可靠性可以被增强。将参照图6和图7对此进行详细描述。

压电致动器130可以安装在方向改变构件140中。详细地说，压电致动器130可以设置在水平部分144和竖直部分146形成的空间中。在本发明的实施例中，压电致动器130可以具有电极和压电元件反复地层叠的结构。当将电能施加到电极时，压电元件可以在水平方向上反复地膨胀和收缩。电能可以由连接到外部电源线的板120提供。压电致动器130可以在水平方向上延伸地安装。

另外，压电致动器130可以固定在水平部分144和竖直部分146形成的空间中，使得压电致动器130的水平形变受到约束，以通过压电致动器130的水平形变使方向改变构件140变形(即，改变方向改变构件140的形状)。因此，压电致动器130的竖直方向上的上部可以附着到水平部分144(请参见图2C)。另外，压电致动器130的水平方向上的两端可以附着到竖直部分146(请参见图2B)，选择性地，压电致动器130的竖直方向上的上部可以附着到水平部分144，并且压电致动器130的水平方向上的两端可以附着到竖直部分146(请参见图2A)。

振动器150可以设置在方向改变构件140的上部上，特别地，可以设置在作为位移扩大部分148的外端的结合部分148a的上部上。振动器150可以是由高比重的材料制成的重物。振动器150可以由诸如黄铜等的铜基材料或者钨材料制成。

振动器150可以沿水平方向延伸地设置。即，振动器150可以相对于压电致动器130延伸地设置，并且可具有突出到压电致动器130的外端的外侧的部分。

振动器150可以具有在压电致动器130的外端的外侧处沿竖直方向向下延伸的加重部分152。加重部分152可以与振动器150一体地设置，或者可以单独地设置并附着。

可以设置位移扩大部分148，使得位移扩大部分148的结合部分148a(位移扩大部分148在水平方向上的外部)距离压电致动器130的中央尽可能地远，以使用于产生振动的装置100的竖直位移最大化。沿水平方向从振动器150最大限度地突出的突出部分可以结合到结合部分148a。详细地说，设置有加重部分152的部分可以结合到结合部分148a。

同时，支持器155可以设置在振动器150和方向改变构件140(特别地，作为位移扩大部分148的外端的结合部分148a)之间。支持器155可以具有覆盖振动器150的形状。

图6是根据本发明的实施例的压电致动器的分解透视图。图7是根据本发明的另一实施例的压电致动器的分解透视图。

参照图6，公开了根据本发明的实施例的压电致动器130。

根据本发明的实施例的压电致动器130可以包括：正电极层131和负电极层133，反复地交替地竖直层叠；压电元件层132，分别设置在正电极层131和负电极层133之间；正电极(或者阳极)连接柱134，设置在与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置，并且贯穿电极层和压电元件层132，以将正电极层131连接；以及负电极(或者阴极)连接柱135，设置在与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置，并且贯穿电极层和压电元件层132，以将负电极层133连接。在图6中，示出的是，正电极连接柱134和负电极连接柱135设置在压电致动器130的基本上中央的部分中，但是本发明不限于此，正电极连接柱134和负电极连接柱135可以设置在压电致动器130的端部、从压电致动器130的中央向一侧倾斜的部分等中，只要这样的部分对应于小于驱动事件中的最大位移的50％的位移即可。

在图6中，在分解透视图中示出的是，正电极连接柱134和负电极连接柱135将最上层和最下层二者连接，但是这仅仅是为了说明层间连接结构的目的，正电极连接柱134和负电极连接柱135的实际长度与这些示出的长度基本上不相同。正电极连接柱134和负电极连接柱135的实际长度可以等于包括最上层和最下层的所有层附着的状态下的厚度，即，竖直长度。

即，压电致动器130可以通过在竖直方向上(即，上下)反复地层叠正电极层131、压电元件层132和负电极层133而形成。因此，正电极层131、压电元件层132和负电极层133可以设置为具有相同的尺寸。

这里，正电极层131、负电极层133和压电元件层132可以具有四边形的形状，所述四边形的形状具有水平边和竖直边，正电极连接柱134和负电极连接柱135可以设置在水平方向上的、与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置。当然，正电极层131、负电极层133和压电元件层132的形状不限于所述的四边形的形状，正电极层131、负电极层133和压电元件层132可以具有圆形的形状、或者不同于四边形的形状的任何其他多边形形状。同时，应用于根据本发明的实施例的用于产生振动的装置100的压电致动器130的竖直边可以比其水平边短。即，压电致动器130可以具有沿一个方向伸长的四边形的形状。

正电极层131、负电极层133、正电极连接柱134和负电极连接柱135可以由导电金属制成。当然，正电极层131、负电极层133、正电极连接柱134和负电极连接柱135的材料不限于此，并且可以容易地使用任何材料，只要它是导电的即可。压电元件层132可以由压电材料制成，优选地，可以由锆钛酸铅(PZT)陶瓷材料制成。

正电极层131可以包括正电极虚设图案136，正电极虚设图案136形成在水平方向上的、与小于驱动事件中的竖直方向上的最大位移的50％的位移对应的部分的一侧并且与正电极层131分开。负电极层133可以具有负电极虚设图案137，负电极虚设图案137形成在水平方向上的、与小于驱动事件中的竖直方向上的最大位移的50％的位移对应的部分的另一侧并且与负电极层133分开。即，正电极层131和负电极层133可以分别具有在每层中电分离的正电极虚设图案136和负电极虚设图案137。

负电极连接柱135可以沿竖直方向设置，以将负电极层133连接。即，负电极连接柱135可以连接负电极层133和正电极虚设图案136，其中，正电极虚设图案136与正电极层131设置在同一层，但是正电极虚设图案136与正电极层131电分离。由于正电极虚设图案136的存在，所以虽然负电极连接柱135穿过与正电极层131处于同一层的层，但是负电极连接柱135不会电连接到正电极层131。因此，在竖直方向上的设置有正电极虚设图案136的一侧，负电极连接柱135可以以贯穿的方式竖直地连接。

同时，虽然未示出，但是正电极虚设图案136可以设置在反复层叠的各正电极层131的不同的位置。即，设置在不同层上的正电极虚设图案136可设置在水平方向上不同的位置，只要这些部分在水平方向上与小于驱动事件中的正电极层131中的最大位移的50％的位移对应即可。在这种情况下，负电极连接柱135可以不设置为沿竖直方向以直线整体贯穿压电致动器130，并且根据正电极虚设图案136的位置，两个或更多的负电极连接柱135可以设置在水平方向上不同的位置。当然，两个或更多的负电极连接柱135可以在压电致动器130内的预定的负电极层133中电连接。

正电极连接柱134可以沿竖直方向设置，以将正电极层131连接。即，正电极连接柱134可以连接正电极层131和负电极虚设图案137，其中，负电极虚设图案137与负电极层133设置在同一层，但是负电极虚设图案137与负电极层133电分离。由于负电极虚设图案137的存在，所以虽然正电极连接柱134穿过与负电极层133处于同一层的层，但是正电极连接柱134不会电连接到负电极层133。因此，在竖直方向上的设置有负电极虚设图案137的另一侧，正电极连接柱134可以以贯穿的方式上下连接。

同时，虽然未示出，但是负电极虚设图案137可以设置在反复层叠的各负电极层133的不同的位置。即，设置在不同层上的负电极虚设图案137可设置在水平方向上不同的位置，只要这些部分在水平方向上与小于驱动事件中的负电极层133中的最大位移的50％的位移对应即可。在这种情况下，正电极连接柱134可以不设置为沿竖直方向以直线整体贯穿压电致动器130，并且根据负电极虚设图案137的位置，两个或更多的正电极连接柱134可以设置在水平方向上不同的位置。当然，两个或更多的正电极连接柱134可以在压电致动器130内的预定的正电极层131中电连接。

同时，正电极虚设图案136和负电极虚设图案137可以基于压电致动器130的中央在竖直方向上位置对称并且可以具有相同的形状。例如，如图6所示，正电极虚设图案136和负电极虚设图案137可以具有四边形的形状。当然，本发明不限于此，正电极虚设图案136和负电极虚设图案137可以具有不同于矩形形状的多边形形状或者圆形形状(具体地，半圆形形状)。正电极虚设图案136和负电极虚设图案137可以在水平方向上以交错的方式设置。即，正电极虚设图案136和负电极虚设图案137可以在水平方向上以交错的方式设置在某部分中，只要该部分与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应即可。另外，正电极虚设图案136和负电极虚设图案137可以不必具有相同的形状。

在如图6所示正电极虚设图案136和负电极虚设图案137具有四边形的形状的情况下，正电极层131可以具有正电极虚设图案形成部分131a，负电极层133可以具有负电极虚设图案形成部分133a，正电极虚设图案形成部分131a和负电极虚设图案形成部分133a的尺寸大于矩形的正电极虚设图案136和负电极虚设图案137的尺寸。即，去除了正电极层131和负电极层133的部分在水平方向上可以基本上形成在与正电极层131和负电极层133相同的层的中央。

当压电致动器130如上所述地构造时，正电极层131可以包括正电极虚设图案136，负电极层133可以包括负电极虚设图案137。因此，设置在压电致动器130的最上表面或者最下表面上的电极层可以包括虚设图案136和137。当然，在这种情况下，正电极连接柱134和负电极连接柱135可以连接从压电致动器130的最上层到压电致动器130的最下层的所有的层。

在根据本实施例的具有这样的结构的压电致动器130中，压电致动器130的竖直方向上的上表面和下表面可以不区分。即，在根据本实施例的压电致动器130的情况下，由于正电极和负电极同时暴露到竖直方向上的上表面和下表面，因此外部电极可以设置在压电致动器130的竖直方向上的上表面和下表面中的任意一个上，所以外部电极可以容易地连接到外部电源。换而言之，设置在压电致动器130的竖直方向上的上表面和下表面中的任意一个上的外部电极可以连接到板的电极连接部分，以驱动压电致动器130。在这种情况下，外部电极可以设置在与小于驱动压电致动器130时的最大位移的50％的位移对应的位置。当然，压电致动器130还可以在没有任何外部电极的情况下连接到板的电极连接部分。

在下文中，将描述根据本发明的另一实施例的压电致动器130’。

根据本发明的另一实施例的压电致动器130’与根据前一实施例的压电致动器130的不同可以在于：电极层的最下层不具有虚设图案。即，根据本发明的另一实施例的压电致动器130’的竖直方向上的上表面和下表面有区别。

在下文中，将描述与根据本发明前一实施例的压电致动器130的部分不同的部分，并且相同部分的描述将由针对根据本发明前一实施例的压电致动器130的描述来替代。

同时，在图7中，在分解透视图中示出的是，正电极连接柱134和负电极连接柱135将最上层和最下层二者连接，但是这仅仅是为了说明层间连接结构的目的，正电极连接柱134和负电极连接柱135的实际长度与这些示出的长度基本上不相同。正电极连接柱134和负电极连接柱135的实际长度可以等于包括最上层和最下层的所有层附着的状态下的厚度，即，竖直长度。

根据本发明的另一实施例的压电致动器130’的最下层可以不具有虚设图案。最下层可以是正电极层131或者负电极层133。

在最下层设置成正电极层131的情况下，仅正电极连接柱134可以从最上层连接到最下层。负电极连接柱135可以不连接到设置为最下层的正电极层131，而是仅连接到某负电极层133，该负电极层133设置在作为最下层的正电极层131上方且压电元件层132设置在作为最下层的正电极层131与该负电极层133之间。

在根据本实施例的具有这样的结构的压电致动器130’中，压电致动器130’的竖直方向上的上表面和下表面可以彼此区分。即，在根据发明的另一实施例的压电致动器130’的情况下，由于正电极和负电极同时暴露到其竖直方向上的上表面，因此外部电极可以设置在竖直方向上的上表面上，所以外部电极可以容易地连接到外部电源。然而，仅有正电极和负电极中的任何一个可暴露到其竖直方向上的下表面。在这种情况下，设置在竖直方向上的上表面上的外部电极可以连接到板的电极连接部分，以驱动压电致动器130’。当然，电能可以提供到外部电极，该外部电极连接到暴露于竖直方向上的下表面的任何一个电极，且电能可以提供到外部电极，该外部电极设置在竖直方向上的上表面上并且连接到与暴露于竖直方向上的下表面的电极不同的电极，以驱动压电致动器130’。当然，压电致动器130’还可以在没有外部电极的情况下连接到板的电极连接部分。

如上所阐述的，根据本发明的实施例，在压电致动器中竖直地层叠的电极可以容易地彼此连接。

另外，由于在压电致动器中竖直地层叠的电极在压电致动器的没有很大变化的中央部分被连接，因此可以增强压电致动器的性能并且可以延长压电致动器的寿命。

虽然已经结合实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将清楚的是，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行修改和变型。

Claims (14)

1.一种压电致动器，所述压电致动器包括：

正电极层和负电极层，反复地交替地竖直层叠；

压电元件层，分别设置在正电极层和负电极层之间；

正电极连接柱，设置在与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置，并且贯穿电极层和压电元件层，以将正电极层连接；以及

负电极连接柱，设置在与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置，并且贯穿电极层和压电元件层，以将负电极层连接。

2.如权利要求1所述的压电致动器，其中，正电极层具有四边形的形状，所述四边形的形状具有水平边和竖直边，正电极连接柱和负电极连接柱设置在水平方向上的、与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置。

3.如权利要求2所述的压电致动器，其中，正电极层具有正电极虚设图案，正电极虚设图案形成在水平方向上的、与小于驱动事件中的竖直方向上的最大位移的50％的位移对应的部分的一侧并且与正电极层分开，

负电极层具有负电极虚设图案，负电极虚设图案形成在水平方向上的、与小于驱动事件中的竖直方向上的最大位移的50％的位移对应的部分的另一侧并且与负电极层分开，

在竖直方向上的设置有负电极虚设图案的另一侧，正电极连接柱以贯穿的方式竖直地连接，

在竖直方向上的设置有正电极虚设图案的一侧，负电极连接柱以贯穿的方式竖直地连接。

4.如权利要求3所述的压电致动器，其中，正电极虚设图案和负电极虚设图案基于压电致动器的中央对称地设置，并具有相同的形状。

5.如权利要求2所述的压电致动器，其中，竖直边比水平边短。

6.如权利要求3所述的压电致动器，其中，电极层的最下层不具有虚设图案。

7.如权利要求6所述的压电致动器，其中，仅有具有相应极性的连接柱连接到电极层的最下层。

8.如权利要求1所述的压电致动器，其中，暴露到外部以电连接到正电极层和负电极层的外部电极设置在与小于驱动事件中的最大位移的50％的位移对应的位置。

9.一种用于产生振动的装置，所述装置包括：

壳体，具有内部空间；

方向改变构件，安装在壳体中，以被设置在内部空间中；

根据权利要求1至权利要求8中的任意一项权利要求所述的压电致动器，固定到方向改变构件使得压电致动器的水平形变受到约束，并且通过压电致动器的水平形变使方向改变构件变形；以及

振动器，固定到方向改变构件，并且根据压电致动器的水平形变沿竖直方向竖直地移动。

10.如权利要求9所述的装置，其中，方向改变构件包括：

固定端，固定到壳体；

水平部分，沿水平方向从固定端向两侧延伸；

竖直部分，沿竖直方向从水平部分的水平方向上的外部向下延伸；

位移扩大部分，沿水平方向从竖直部分的竖直方向上的下部向两侧延伸并且使振动器固定到其水平方向上的两侧。

11.如权利要求10所述的装置，其中，压电致动器设置在水平部分和竖直部分形成的空间中。

12.如权利要求10所述的装置，其中，压电致动器的以下表面中的至少任一个表面附着到方向改变构件：竖直方向上的上表面、水平方向上的端表面和侧表面。

13.如权利要求9所述的装置，其中，壳体包括支架和壳，方向改变构件安装在支架上，壳覆盖支架并且与支架结合以提供内部空间。

14.如权利要求13所述的装置，所述装置还包括板，所述板附着到支架并且向压电致动器提供电能。

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