CN111033775B - 振动组件 - Google Patents

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Abstract

振动组件(10)中，压电元件(32)进入贯通孔(42)的内部空间(S)，因此，能够将第二壳体部件(40)相对于第一壳体部件(20)接近地配置。由此，实现振动组件(10)的薄化，即振动组件(10)的高度H的降低。通过这样进行振动组件(10)的薄化，实现振动组件(10)的小型化。

Description

振动组件
技术领域
本公开涉及振动组件。
背景技术
目前，已知使压电元件反复伸缩并将该伸缩转换成振动的技术。下述引用文献1中公开有一种振动组件，其具备检测利用手指按下叠加层时的压力，并且使叠加层产生可触知的振动的片状的压电元件。本文献中公开的振动组件中，在利用手指按下的叠加层的表面的相反面，按照距叠加层较近的顺序配置有压电元件、磁盘、电路基板。另外，在电路基板上设置有允许压电元件的伸缩所引起的磁盘的厚度方向的位移(挠曲)的圆形开口部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2015-527724号公报
发明内容
发明所要解决的课题
发明人等重复进行用于将振动组件小型化的研究，并新发现了通过减薄振动组件而能够小型化的技术。
本公开的目的在于，提供实现小型化的振动组件。
用于解决课题的方案
本公开的一个方式提供一种振动组件，其具备板状的第一壳体部、相对于该第一壳体部平行地延伸的板状的第二壳体部、配置于第一壳体部的第二壳体部侧并且可沿着第一壳体部的厚度方向振动的振动器件，振动器件具有：振动板，其一主面与第一壳体部相接触；片状的压电元件，其配置于该振动板的另一主面，并且可沿着振动板的面方向伸缩，在第二壳体部设置有不与振动板的另一主面相接触的孔部，振动板具有从第一壳体部的厚度方向观察时位于比孔部的缘部靠外侧的被支承部，在该被支承部，振动板支承于第二壳体部，从第一壳体部的厚度方向观察时，压电元件所有的外缘存在于比孔部的缘部靠内侧，且在第一壳体部的厚度方向上，压电元件的至少一部分进入孔部的内部空间。
所述振动组件中，振动器件的振动板的一主面与第一壳体部相接触，且配置于振动板的另一主面的压电元件的至少一部分进入支承振动板的第二壳体部的孔部的内部空间。由此，能够实现振动组件的薄化并实现小型化。
另一方式的振动组件中，第一壳体部的第二壳体部侧配置有多个振动器件，在第二壳体部设置有与多个振动器件各自对应的多个孔部。在该情况下，能够在具备多个振动器件的振动组件中实现小型化。
另一方式的振动组件中，多个振动器件的各振动板为具有长边及短边的长方形的板状，各振动板的长边方向朝向同一方向，多个振动器件将沿着振动板的长边方向排列的列构成至少一列，各振动板的短边部分作为被支承部支承于第二壳体部。在该情况下，在多个振动器件整齐排列的振动组件中，能够抑制多个振动器件的振动板的振动相互影响。
另一方式的振动组件中，多个振动器件的各振动板为具有相互平行的一对第一边和与第一边不同的一对第二边的正方形的板状，多个振动器件沿着与第一边平行的第一方向及与第二边平行的第二方向配置成矩阵状，多个振动器件中，在第一方向及第二方向上，仅振动板的第一边的部分作为被支承部支承于第二壳体部的第一振动器件与仅振动板的第二边的部分作为被支承部支承于第二壳体部的第二振动器件相邻。在该情况下，在多个振动器件整齐排列的振动组件中，能够抑制多个振动器件的振动板的振动相互影响。
另一方式的振动组件中，还具备介设于振动板的被支承部与第二壳体部之间的支承部件。在该情况下，通过产生于振动板的振动在支承部件衰减，而能够抑制从振动板向第二壳体部传播的振动。
另一方式的振动组件中，还具备介设于第一壳体部与第二壳体部之间，且将第一壳体部与第二壳体部粘接固定的粘接部。在该情况下，抑制第一壳体部与第二壳体部的相对的错位。
另一方式的振动组件中，第一壳体部的弹性系数比第二壳体部的弹性系数低。在该情况下，在第一壳体部产生充分的挠曲量，并且振动器件的振动向第一壳体部高效地传播。
发明效果
根据本公开，提供实现小型化的振动组件。
附图说明
图1是表示实施方式的振动组件的背面的概略立体图。
图2是图1所示的振动组件的分解立体图。
图3是表示图1所示的振动组件的表面的概略立体图。
图4是图3的振动组件的IV-IV线剖视图。
图5是图3的振动组件的V-V线剖视图。
图6是图5的主要部分放大图。
图7是表示不同的方式的振动组件的剖视图。
图8是表示不同的方式的振动组件的概略立体图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本公开的实施方式。此外，对相同或等同的要素标注相同的符号，在说明重复的情况下省略其说明。
首先，参照图1～3说明实施方式的振动组件10的整体结构。
振动组件10具备板状的第一壳体部件(第一壳体部)20。第一壳体部件20在一主面20a利用例如人的手指等可接触的状态下构成。如图3所示，在第一壳体部件20的一主面20a设置有多个接触区域22。本实施方式中，在第一壳体部件20的主面20a上，正方形状的9个接触区域22配置成3行3列的矩阵状。第一壳体部件20具有较低为与接触区域22接触时产生充分的挠曲变形的程度的弹性系数。第一壳体部件20能够利用例如聚碳酸酯等的树脂材料构成。
以下，为了便于说明，将第一壳体部件20的主面20a的接触区域22的排列方向中的一方称为X方向，将另一方称为Y方向，将第一壳体部件20的厚度方向称为Z方向。
振动组件10具备板状的第二壳体部件(第二壳体部)40。第二壳体部件40以预定距离与第一壳体部件20分隔开，并相对于第一壳体部件20平行地延伸。在第二壳体部件40开口有与第一壳体部件20的各接触区域22对应的区域，开口的部分成为贯通孔(孔部)42。即，各贯通孔42与接触区域22一样，从Z方向观察呈现正方形状，多个贯通孔42配置成3行3列的矩阵状。第二壳体部件40能够利用例如丙烯酸等的树脂材料构成。
在第一壳体部件20的第二壳体部件40侧配置有多个振动器件36。本实施方式中，在与上述接触区域22和贯通孔42对应的位置配置有9个振动器件36。即，9个振动器件36配置成3行3列的矩阵状。各振动器件36利用压电元件32和振动板34构成。
振动板34是具有长边及短边的长方形的板状部件。振动板34能够利用例如镍合金或不锈钢等构成。振动板34的一主面34a的整个面与第一壳体部件20的第二壳体部件40侧的主面20b直接相接触。在振动板34的另一主面34b粘接有压电元件32。
如图2所示，多个振动板34均以长边方向朝向同一方向即X方向的方式配置。各振动板34如图4所示那样以其短边长度d1比贯通孔42的正方形的一边的长度L短的方式设计，且如图5所示那样以其长边长度d2比贯通孔42的正方形的一边的长度L长的方式设计。因此，各振动板34的短边部分35从Z方向观察位于比贯通孔42的缘部42a靠外侧，而成为由第二壳体部件40支承的被支承部。各振动板34仅在振动板34的双方的短边部分35与贯通孔42的缘部42a面对面。而且，在振动板34的双方的短边部分35分别设置有用于与第二壳体部件40粘接的第一粘接部(支承部件)38。第一粘接部38利用例如双面胶带或紫外线固化型粘接剂等的粘接材料构成。
另外，第一壳体部件20和第二壳体部件40以预定距离分隔开，并利用第二粘接部(粘接部)50粘接固定。利用第二粘接部50，抑制第一壳体部件20与第二壳体部件40的相对的错位。如果第一壳体部件20与第二壳体部件40未分隔开而局部或整体地密合，则会妨碍第一壳体部件20的位移(利用手指等按下时的挠曲及从振动板34传播的振动)。第二粘接部50例如利用例如双面胶带或紫外线固化型粘接剂等的粘接材料构成。第二粘接部50可形成于例如贯通孔42周围。第二粘接部50以阻碍振动器件36的振动板34的振动的方式，与振动板34分隔开地形成。
压电元件32具有正方形片状。压电元件32配置于振动板34的中央位置，即振动板34的长边方向和短边方向上的中间的位置。另外，压电元件32从Z方向观察时，所有的外缘存在于比贯通孔42的缘部42a靠内侧。各压电元件32利用未图示的板状的压电体和一对外部电极构成。一对外部电极能够以例如在Z方向上面对面的方式设置。各压电元件32随着压电体中产生挠曲(弯曲)等的位移时的电动势而在一对外部电极间产生电位差，并且在对一对外部电极间施加预定的电压时沿着面方向(与X-Y面平行的方向)伸缩。压电体能够设为压电体层的单层结构，也能够设为压电体层和内部电极层交替地层叠的多层结构。
各压电元件32的外部电极与振动组件10的控制部60电连接。控制部60能够利用包含CPU及各种电元件的电路构成。控制部60以能够检测由于上述的压电元件32的电动势而产生于外部电极间的电位差的方式构成。另外，控制部60以能够对压电元件32的外部电极间施加电压而使压电元件32伸缩的方式构成。因此，控制部60当检测到产生于压电元件32的外部电极间的电动势时，能够对压电元件32的外部电极间施加电压而使压电元件32伸缩。
而且，当压电元件32沿着与X-Y平面平行的方向伸缩时，粘接于压电元件32的振动板34向Z方向挠曲。本实施方式中，振动板34为长方形状，长边长度d2比短边长度d1长，因此，在振动板34产生长边比短边大幅弯曲那样的挠曲。
控制部60当对压电元件32的外部电极间周期性地施加电压时，压电元件32的压电体的与X-Y平面平行的方向的伸缩反复进行，随之，振动板34向Z方向反复挠曲，其结果，振动器件36中产生Z方向的振动。本实施方式中，振动板34为长方形状，长边长度d2比短边长度d1长，因此，产生在长边方向(X方向)上得到较大的振幅的振动。第二壳体部件40的贯通孔42以即使振动板34挠曲时，主面34b也不与第二壳体部件40相接触的方式设计。
如图6所示，压电元件32的高度(Z方向长度)h1以在第二壳体部件40的贯通孔42的缘部42a处支承振动板34的上述的第一粘接部38的高度h2高的方式设计。因此，压电元件32的下部在Z方向上进入由第二壳体部件40的贯通孔42区划的内部空间S。
接着，对上述的振动组件10的动作进行说明。
如图6所示，振动组件10的第一壳体部件20的任一接触区域22由例如手指按下等而向第二壳体部件40侧挠曲时，相应于该挠曲，与第一壳体部件20重叠的振动板34挠曲，进而与振动板34重叠的压电元件32也挠曲。由此，压电元件32的压电体中产生电动势，在一对外部电极间产生电位差。控制部60通过探测产生于压电元件32的一对外部电极间的电位差，检测特定的接触区域22进行了接触的情况。
控制部60当检测到接触区域22进行了接触时，驱动与接触了的接触区域22对应的振动器件36。具体而言，对振动器件36施加周期性的驱动电压(例如矩形波或三角波等的波形的驱动电压)。于是，如上述，振动器件36的振动板34中产生Z方向的振动，随之，与振动的振动器件36对应的第一壳体部件20的接触区域22也向Z方向振动。即，仅产生了挠曲的接触区域22选择性地振动。此时，在接触区域22中产生利用手指等可触知的程度的振动。
第一壳体部件20可以具有较低的弹性系数(模数)的方式设计，使接触区域22中产生充分的挠曲量，且使振动器件36的振动高效地传播。另一方面，第二壳体部件40为了支承振动器件36，可以具有较高的弹性系数的方式设计。本实施方式中，以第一壳体部件20的弹性系数比第二壳体部件40的弹性系数低的方式设计。
上述的振动组件10中，压电元件32的至少一部分(下部)进入贯通孔42的内部空间S，因此，与压电元件32未进入贯通孔42的内部空间S的情况相比，能够将第二壳体部件40相对于第一壳体部件20接近地配置。由此，实现振动组件10的薄化，即振动组件10的高度H的降低。通过这样实现振动组件10的薄化，实现振动组件10的小型化。
特别是振动组件10具备多个振动器件36，在具备多个振动器件36的结构中实现小型化。
另外，振动组件10中，在介设于振动板34的短边部分35与第二壳体部件40之间的第一粘接部38中，振动板34的振动被衰减，因此，抑制从振动板34向第二壳体部件40传播的振动。
如本实施方式，在振动板34中长边方向上产生较大的振幅那样的振动的情况下，容易沿着振动板34的长边方向产生错位。因此，振动组件10中，第二壳体部件40经由第一粘接部38支承振动板34的短边部分35，由此，抑制振动板34的沿着长边方向的错位。而且，抑制振动板34的振动、振动板34的长边方向(X方向)上相邻的振动器件36的振动相互影响。
以上，对本公开的一个实施方式进行说明，但本公开不限定于上述实施方式，也可以在不变更各权利要求所记载的宗旨的范围内进行变形或其它应用。
例如，如图7所示，振动板34的短边部分35未必一定要经由第一粘接部38支承于贯通孔42的缘部42a，也可以省略第一粘接部38，以与贯通孔42的缘部42a直接相接触的方式支承。在该情况下，振动板34的主面34b和第二壳体部件40的上表面实际上存在于同一面内，配置于振动板34的主面34b的压电元件32的整体进入贯通孔42的内部空间S。因此，能够使第二壳体部件40相对于第一壳体部件20更为接近，能够实现振动组件10的进一步薄化及小型化。
另外，振动板也可以是具有比贯通孔42的正方形的边的长度L长的边的长度的正方形的板状。在该情况下，如图8所示，多个振动器件36的各振动板34A具有相互平行的一对第一边和与第一边不同的一对第二边，如图8所示，多个振动器件36可沿着与第一边平行的第一方向(Y方向)和与第二边平行的第二方向(X方向)配置成3行3列的矩阵状。
在该情况下，多个振动器件36也可以以如下方式构成，在X方向及Y方向上，仅振动板34的第一边的部分35A作为被支承部且经由第一粘接部38支承于第二壳体部件40的第一振动器件36A、与仅振动板34的第二边的部分35B作为被支承部且经由第一粘接部38支承于第二壳体部件40的第二振动器件36B相邻。通过第一振动器件36A和第二振动器件36B以交替地排列的方式整齐排列，能够抑制相邻的振动器件36A、36B彼此中振动板34的振动相互影响。
上述的实施方式中，表示第一壳体部件和第二壳体部件以分体构成的方式，但也可以是第一壳体部件和第二壳体部件一体地构成的方式。
另外，设置于第二壳体部的孔部如果是确保允许振动板的挠曲的空间(内部空间S)的结构，则也可以不是贯通孔，而是向离开振动板的一侧凹下的凹陷。
符号说明
10 振动组件
20 第一壳体部件
32 压电元件
34 振动板
35 短边部分
36 振动器件
36A 第一振动器件
36B 第二振动器件
38 第一粘接部
40 第二壳体部件
42 贯通孔
42a 缘部
50 第二粘接部
60 控制部
S 内部空间。

Claims (7)

1.一种振动组件，其包括板状的第一壳体部、与该第一壳体部平行地延伸的板状的第二壳体部、配置于所述第一壳体部的所述第二壳体部侧并且能沿着所述第一壳体部的厚度方向振动的振动器件，
所述振动器件具有：
振动板，其一主面与所述第一壳体部相接触；和
片状的压电元件，其配置于该振动板的另一主面，并且能沿着所述振动板的面方向伸缩，
在所述第二壳体部设置有不与所述振动板的另一主面相接触的孔部，
所述振动板具有从所述第一壳体部的厚度方向观察时位于比所述孔部的缘部靠外侧的被支承部，在该被支承部，所述振动板被支承于所述第二壳体部，
从所述第一壳体部的厚度方向观察时，所述压电元件所有的外缘位于比所述孔部的缘部靠内侧，并且在所述第一壳体部的厚度方向上，所述压电元件的至少一部分进入所述孔部的内部空间。
2.根据权利要求1所述的振动组件，其中，
在所述第一壳体部的所述第二壳体部侧配置有多个所述振动器件，
在所述第二壳体部设置有与所述多个振动器件各自对应的多个所述孔部。
3.根据权利要求2所述的振动组件，其中，
所述多个振动器件的各振动板为具有长边和短边的长方形的板状，各振动板的长边方向朝向同一方向，
所述多个振动器件构成至少一列沿着所述振动板的长边方向排列的列，
所述各振动板的短边部分作为所述被支承部被支承于所述第二壳体部。
4.根据权利要求2所述的振动组件，其中，
所述多个振动器件的各振动板为具有相互平行的一对第一边和与第一边不同的一对第二边的正方形的板状，
所述多个振动器件沿着与所述第一边平行的第一方向和与所述第二边平行的第二方向配置成矩阵状，
所述多个振动器件中，在所述第一方向和所述第二方向上，仅所述振动板的所述第一边的部分作为所述被支承部被支承于所述第二壳体部的第一振动器件，与仅所述振动板的所述第二边的部分作为所述被支承部被支承于所述第二壳体部的第二振动器件相邻。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的振动组件，其中，
还包括介设于所述振动板的所述被支承部与所述第二壳体部之间的支承部件。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的振动组件，其中，
还包括介设于所述第一壳体部与所述第二壳体部之间的、将所述第一壳体部与所述第二壳体部粘接固定的粘接部。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的振动组件，其中，
所述第一壳体部的弹性系数比所述第二壳体部的弹性系数低。
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