CN215141778U - 面方向型振动构造 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供不会因保护罩阻碍振动并且将厚度的增加抑制为最小限度的面方向型振动构造。具备：框状构件，其具有开口；振动部，其位于上述开口；多个梁部，其将上述框状构件与上述振动部连接；压电膜，其因施加电压而在面方向上振动；第1支承部，其配置于上述框状构件，并支承上述压电膜；第2支承部，其配置于上述振动部，并支承上述压电膜；保护膜，在俯视时，其覆盖上述压电膜；第3支承部，其配置于上述框状构件，并支承上述保护膜；以及第4支承部，其配置于上述框状构件，并支承上述保护膜，上述保护膜的与上述压电膜对置的第1主面形成有凹凸。

Description

面方向型振动构造

技术领域

本实用新型涉及在面方向上振动的面方向型振动构造。

背景技术

近年来，提出触觉提示装置，其在触摸面板等输入设备中，通过在利用者进行了下压操作时传递振动，使利用者感觉到进行了按压。

例如，专利文献1提出有使用压电膜来将触觉反馈给予利用者的触觉提示装置。在专利文献1中，通过施加电压，使压电膜在面方向上变形。通过压电膜的伸缩，使与压电膜连接的振动部在面方向上振动。

专利文献1：国际公布2019/013164号

当在压电膜施加高电压的情况下，优选利用保护罩覆盖压电膜。若覆盖压电膜来固定保护罩，则所固定的保护罩与振动板或者压电膜接触，阻碍振动板的振动。为了不阻碍振动板的振动，可考虑例如设置支承保护罩的支承部，使保护罩在厚度方向上离开压电膜和振动板来使保护罩配置为不与压电膜和振动板接触。但是，在使支承部的厚度加厚来使保护罩大幅离开压电膜和振动板的情况下，由于保护罩的设置构造而使振动构造整体的厚度增加。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供不会因保护罩阻碍振动并且将厚度的增加抑制为最小限度的面方向型振动构造。

本实用新型的面方向型振动构造的特征在于，具备：框状构件，其具有开口；振动部，其位于上述开口；多个梁部，其将上述框状构件和上述振动部连接；压电膜，其因施加电压而在面方向上振动；第1支承部，其配置于上述框状构件，并支承上述压电膜；第2支承部，其配置于上述振动部，并支承上述压电膜；保护膜，在俯视时，其覆盖上述压电膜；第3 支承部，其配置于上述框状构件，并支承上述保护膜；以及第4支承部，其配置于上述框状构件，并支承上述保护膜，上述保护膜的与上述压电膜对置的第1主面形成有凹凸。

根据该结构，保护膜在与压电膜对置的第1主面形成有凹凸。即便在保护膜与压电膜接触的情况下，也是保护膜的第1主面通过向压电膜侧突出的部分而与压电膜接触。保护膜的与压电膜接触的面积变小，因此可抑制在保护膜与压电膜之间产生的摩擦力。因此，假设即便在保护膜与压电膜接触的情况下，也抑制对振动部的振动带来的影响。因此，本实用新型的面方向型振动构造为了将厚度的增加抑制为最小限度而抑制第3支承部和第4支承部的厚度，即便在保护膜与压电膜接触的情况下，也不会阻碍振动部的振动。

本实用新型的面方向型振动构造的特征在于，具备：框状构件，其具有开口；振动部，其位于上述开口；多个梁部，其将上述框状构件与上述振动部连接；压电膜，其因施加电压而在面方向上振动；第1支承部，其配置于上述框状构件，并支承上述压电膜；第2支承部，其配置于上述振动部，并支承上述压电膜；保护膜，在俯视时，其覆盖上述压电膜；第3 支承部，其配置于上述框状构件，并支承上述保护膜；以及第4支承部，其配置于上述框状构件，并支承上述保护膜，上述保护膜的与上述压电膜对置的第1主面配置有比上述保护膜摩擦系数低的低摩擦系数体。

根据该结构，保护膜在与压电膜对置的第1主面配置有比保护膜摩擦系数低的低摩擦系数体。与没有配置摩擦系数低的低摩擦系数体的情况相比，在保护膜与压电膜接触的情况下，抑制保护膜的第1主面在与压电膜之间产生的摩擦力。因此，假设即便在保护膜与压电膜接触的情况下，也抑制保护膜对振动部的振动带来的影响。因此，本实用新型的面方向型振动构造为了将厚度的增加抑制为最小限度而抑制第3支承部和第4支承部的厚度，即便在保护膜与压电膜接触的情况下，也不阻碍振动部的振动。

根据本实用新型，不会因保护罩阻碍振动并且能够将厚度的增加抑制为最小限度。

附图说明

图1的(A)是表示第1实施方式所涉及的面方向型振动构造100的结构的立体图，图1的(B)是面方向型振动构造100的俯视图，图1的 (C)是在图1的(B)所示的I-I线处剖切的剖视图。

图2是面方向型振动构造100的分解立体图。

图3是压电元件11的构造的剖视图。

图4是由图1的(C)所示的II所包围的部分的放大图。

图5的(A)是用于对第2实施方式所涉及的面方向型振动构造200 的保护膜52进行说明的局部截面放大图，图5的(B)是用于对第2实施方式的变形例进行说明的局部截面放大图。

附图标记说明

10…基部；11…压电元件；12…第1双面胶带(第1支承部)；13…第2双面胶带(第2支承部)；14、52…保护膜；16…框状构件；17…振动部；18(181、182、183、184)…梁部；21…第1开口；22…第2开口； 30…压电膜；31…第1电极；32…第2电极；33…电源；35…第1粘接件(第3支承部)；36…第2粘接件(第4支承部)；41、53…凸部；42…平坦部；51…低摩擦系数体；100、200、300…面方向型振动构造；141、151…第1主面。

具体实施方式

图1的(A)是表示第1实施方式所涉及的面方向型振动构造100的结构的立体图。图1的(B)是面方向型振动构造100的俯视图。图1的 (C)是在图1的(B)所示的I-I线处剖切的剖视图。图2是面方向型振动构造100的分解立体图。此外，图1的(A)和图1的(B)透视保护膜14和压电膜30而示出。以下，各图中，将面方向型振动构造100的短边方向作为X轴方向，将面方向型振动构造100的长边方向作为Y轴方向，将厚度方向作为Z轴方向而示出。另外，除图3以外的各图省略电路、布线和电源等而示出。并且，各剖视图在作为厚度方向的Z轴方向上放大而示出。

如图1的(A)～(C)和图2所示，本实施方式的面方向型振动构造 100具备基部10、压电元件11、第1双面胶带12、第2双面胶带13、保护膜14、第1粘接件35和第2粘接件36。基部10具备框状构件16、振动部17和四个梁部(第1梁部181、第2梁部182、第3梁部183、第4 梁部184)。以下，也将四个梁部(第1梁部181、第2梁部182、第3梁部183、第4梁部184)统称为梁部18。

框状构件16俯视的形状为长方形。框状构件16具有两个第1开口 21和两个第2开口22。第1开口21在框状构件16的长边方向亦即Y轴方向的两端侧配置。第2开口22在框状构件16的短边方向亦即X轴方向的两端侧配置。第1开口21大致为长方形，且成为沿着X轴方向较长的形状。第2开口22是沿着Y轴方向较长的大致长方形的开口。

振动部17俯视为长方形，且位于第1开口21和第2开口22的内侧。振动部17的面积小于由第1开口21和第2开口22围起的面积。

梁部18将框状构件16和振动部17连接。梁部18在框状构件16上支承振动部17。在该例子中，梁部18是沿着X轴方向较长的长方形，且在振动部17的Y轴方向的两端部处保持振动部17。对于梁部18而言，沿着与压电元件11进行伸缩的Y轴方向正交的X轴方向的长度大于沿着 Y轴方向的长度。

框状构件16、振动部17和梁部18由相同构件(例如丙烯酸树脂、 PET、聚碳酸酯、环氧玻璃、FRP、金属或者玻璃等)形成。作为金属，例如可举出SUS(不锈钢材料)，也可以根据需要通过利用聚酰亚胺等树脂实施表面涂层来实施绝缘。

框状构件16、振动部17和梁部18是通过将一个长方形的板构件沿着第1开口21和第2开口22的形状进行冲裁加工而形成。框状构件16、振动部17和梁部18也可以分别是不同的构件，但通过利用相同构件形成，从而能够容易制造。或者，通过利用相同构件形成，从而，在振动部17 的支承上，不需要使用橡胶等其他构件(存在蠕变劣化的构件)，能够长时间稳定地保持振动部17。另外，基部10的厚度优选为0.1mm以上且 3mm以下。若基部10的厚度为0.1mm以上且3mm以下，则基部10具有适度的刚性，能够防止由于振动部17的振动使基部10整体塑性变形这种情况，并且能够减少面方向型振动构造100的厚度。

压电元件11与基部10的一个主面连接。若详细地进行说明，则压电元件11经由第1双面胶带12而与框状构件16连接，经由第2双面胶带 13而与振动部17连接。压电元件11的长边方向亦即Y轴方向的第1端 111与振动部17的Y轴方向的第2端172侧连接。压电元件11的第2端 112与框状构件16的Y轴方向的第2端162连接。

俯视时，第1双面胶带12和第2双面胶带13是沿着X轴方向较长的长方形。第1双面胶带12和第2双面胶带13使用绝缘性且具有粘接性的材料。此外，第1双面胶带12是本实用新型所涉及的“第1支承部”的一个例子，第2双面胶带13是本实用新型所涉及的“第2支承部”的一个例子。

图3是压电元件11的构造的剖视图。如图3所示，压电元件11具备压电膜30、第1电极31和第2电极32。压电膜30在两主面形成有第1 电极31和第2电极32。第1电极31和第2电极32例如利用蒸镀法形成于压电膜30。第1电极31和第2电极32分别与电源33连接。

第1双面胶带12和第2双面胶带13具有一定程度的厚度，并且，使压电元件11与振动部17不接触而处于离开一定程度的位置，将压电元件 11和振动部17连接。由此，设置于压电膜30的两主面的第1电极31和第2电极32不与振动部17接触，因此即便压电膜30伸缩而使振动部17 振动，第1电极31和第2电极32也不会被刮擦。例如，优选第1双面胶带12和第2双面胶带13的厚度为10μm以上且500μm以下。若第1双面胶带12和第2双面胶带13的厚度为10μm以上且500μm以下，则压电元件11即便在变形的情况下也不易与振动部17接触，并且能够减少面方向型振动构造100的厚度。

压电膜30是通过在施加电压时在面方向上变形而进行振动的膜的一个例子。压电膜30是在俯视时沿着框状构件16的长边方向亦即Y轴方向较长的长方形。压电膜30例如由偏二氟乙烯(PVDF)构成。此外，压电膜30也可以是由手性聚合物构成的方式。手性聚合物例如使用L型聚乳酸(PLLA)或者D型聚乳酸(PDLA)等。

在压电膜30使用PVDF的情况下，PVDF具有耐水性，因此能够使具备该例的面方向型振动构造100的电子设备无论在怎样的湿度环境下均能够进行相同的振动。

另外，在压电膜30使用PLLA的情况下，PLLA是透过性高的材料，因此，若附加于PLLA的电极和振动部17为透明的材料，则能够视认机器的内部状况，因此容易制造。另外，PLLA没有热电性，因此无论在怎样的温度环境下下均能够进行相同那样的振动。例如，即便在人的手触摸面方向型振动构造100而使体温传递于压电膜30的情况下，压电膜30的特性也不会变化。因此，作为人的手所触摸的电子设备的压电膜30，优选使用PLLA。压电元件11假设在由PLLA构成的情况下，通过被裁断为相对于延伸方向，各外周边成为大致45°，从而具有压电性。

本实施方式的面方向型振动构造100能够用于触觉提示装置。触觉提示装置具备：检测触摸操作的触摸面板(未图示)和面方向型振动构造 100。在触摸面板(未图示)检测出用户的触摸操作时，未图示的驱动电路从电源33经由第1电极31和第2电极32向压电膜30施加电压。压电膜30在施加电压时在面方向上变形。具体而言，压电膜30在施加电压时在Y轴方向上伸缩。通过压电膜30在长边方向上伸缩，从而振动部17 在Y轴方向上振动。由此，由压电膜30产生的振动经由振动部17向用户传递。

此外，振动部17沿着XY平面方向振动即可，使振动部17振动的方法不限定于上述的例子。使振动部17振动例如也可以利用马达等。

保护膜14与基部10的一个主面连接。一个主面是与连接有压电元件 11的主面相同的主面。保护膜14经由第1粘接件35和第2粘接件36而与基部10的框状构件16连接。第1粘接件35在框状构件16的长边方向亦即Y轴方向的第1端161的端部配置。第2粘接件36在框状构件16 的长边方向亦即Y轴方向的第2端162的端部配置。

第1粘接件35和第2粘接件36俯视的形状是沿着X轴方向较长的长方形。第1粘接件35和第2粘接件36具有一定程度的厚度。因此，保护膜14位于以第1粘接件35和第2粘接件36的厚度的量离开了基部10 (振动部17)的位置。压电元件11位于由保护膜14和基部10夹着的空间。

第1粘接件35和第2粘接件36由具有绝缘性的材料构成。第1粘接件35和第2粘接件36例如能够使用双面胶带等。

第1粘接件35和第2粘接件36的厚度例如优选为5μm以上且40μm 以下。若第1粘接件35和第2粘接件36的厚度为5μm以上且40μm以下，则保护膜14即便在变了形的情况下也不易与振动部17接触，并且能够减少面方向型振动构造100的厚度。此外，第1粘接件35是本实用新型所涉及的“第3支承部”的一个例子，第2粘接件36是本实用新型所涉及的“第4支承部”的一个例子。

保护膜14俯视的形状为长方形。在俯视时，保护膜14覆盖压电元件 11即压电膜30。详细而言，保护膜14从框状构件16的Y轴方向的第1 端161侧的端部覆盖至框状构件16的Y轴方向的第2端162的端部。另外，保护膜14的X轴方向的宽度与振动部17的X轴方向的宽度大体相同。由此，压电膜30的整体由保护膜14覆盖。

保护膜14是具有绝缘性的膜。保护膜14例如优选为聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)。由PET构成的膜具有一定程度的刚性，因此能够抑制保护膜14不必要的变形。因此，假设即便在对压电膜30施加了较大的电压的情况下，也能够防止保护膜14对压电膜30的外部给予的影响。例如，保护膜14能够防止由人与压电元件11直接触引起的触电。

保护膜14的厚度例如优选为10μm以上且100μm以下。若保护膜14 的厚度为10μm以上且100μm以下，则保护膜14具有适度的刚性，因此保护膜14即便在变了形的情况下也不易与压电元件11或者基部10接触。因此，保护膜14即便与压电元件11或者基部10接触，也能够通过释放从压电元件11或者基部10施加的力而减少对振动部17的振动带来的影响。

图4是由图1的(C)所示的II包围的部分的放大图。如图4所示，保护膜14具有第1主面141和第2主面142。第1主面141与压电元件 11对置。保护膜14在第1主面141形成有凹凸。保护膜14在第1主面 141具有多个第1凸部41和多个平坦部42。与平坦部42相比，第1凸部41向压电元件11侧突出。另外，保护膜14在第2主面142具有多个凹部 43和多个平坦部44。凹部43比平坦部44向压电元件11侧凹陷。第1凸部41和凹部43分别成对地形成于第1主面141和第2主面142。此外，第1凸部41和凹部43的形状没有特别限定，例如也可以是点状、线状。

第1凸部41和凹部43能够通过公知的技术形成。第1凸部41和凹部43例如也可以通过使用冲压机利用热压从背侧将成为第1凸部41和凹部43的部分压出从而形成于保护膜14的表面。

在保护膜14与压电元件11接触的情况下，保护膜14的第1主面141 通过第1凸部41而与压电元件11接触。因此，与没有在第1主面141形成凹凸的情况相比，保护膜14的与压电元件11接触的面积相对小。在保护膜14与压电元件11接触并且压电元件11伸缩时产生动摩擦。在保护膜14与压电元件11接触并且压电元件11伸缩时产生的摩擦力取决于保护膜14的与压电元件11接触的面积。保护膜14的与压电元件11接触的面积越小，则在保护膜14与压电元件11之间产生的摩擦力越小。因此，若通过第1凸部41使保护膜14的与压电元件11接触的面积变小，则与保护膜14遍及第1主面141整个面和压电元件11接触的情况相比，在保护膜14与压电元件11之间产生的摩擦力变小。即，保护膜14通过第1 凸部41抑制在与压电元件11之间产生的摩擦力。因此，即便在保护膜14 与压电元件11接触的情况下，面方向型振动构造100也能够抑制对振动部17的振动带来的影响。

另外，若使第1粘接件35和第2粘接件36的Z轴方向的厚度较厚，则能够成为保护膜14不易与压电元件11或者基部10接触的构造。另外，为了将厚度的增加抑制为最小限度而抑制第1粘接件35和第2粘接件36 的厚度，面方向型振动构造100越薄，则保护膜14越容易与压电元件11 或者基部10接触。此处，在本实用新型所涉及的面方向型振动构造100 中，保护膜14在第1主面141形成有凹凸，因此即便保护膜14与压电元件11或者基部10接触，也可抑制对振动部17的振动带来的影响。因此，面方向型振动构造100能够抑制第1粘接件35和第2粘接件36的厚度。

图5的(A)是用于对第2实施方式所涉及的面方向型振动构造200 的保护膜52进行说明的局部截面放大图，图5的(B)是用于对第2实施方式的变形例所涉及的面方向型振动构造300进行说明的局部截面放大图。在第2实施方式的说明中，仅对与第1实施方式不同的部分进行说明，在第2实施方式的变形例的说明中，仅对与第1实施方式不同的部分进行说明，之后将省略。

如图5的(A)所示，取代保护膜14，面方向型振动构造200具备保护膜52和低摩擦系数体51。与保护膜14相同，保护膜52是由PET构成的膜。保护膜52的与压电元件11对置的第1主面151平坦地形成。

低摩擦系数体51配置为覆盖第1主面151的整体。低摩擦系数体51 由比保护膜52摩擦系数低的材料构成。例如，在保护膜52包含PET的情况下，低摩擦系数体51包含摩擦系数比PET低的硅酮。硅酮通过涂覆工艺，能够容易地覆盖PET的表面。硅酮通过分子量的不同而能够容易地调整摩擦系数。此外，低摩擦系数体51也可以配置为覆盖第1主面151 的局部。

另外，在第1粘接件35和第2粘接件36经由低摩擦系数体51而与保护膜14连接的情况下，第1粘接件35和第2粘接件36优选为包含硅酮的树脂。低摩擦系数体51包含硅酮。因此，同样包含硅酮的第1粘接件35和第2粘接件36的粘接力比不包含硅酮的粘接件的粘接力高。因此，低摩擦系数体51在包含硅酮的情况下，能够相对于低摩擦系数体51稳固地连接。此外，在第1粘接件35和第2粘接件36由聚氨酯等其他材料构成的情况下，优选低摩擦系数体51没有配置于将第1粘接件35和第2粘接件36与保护膜14连接的部分。由此，第1粘接件35和第2粘接件36 能够相对于保护膜14直接稳固地连接。

在保护膜52与压电元件11接触的情况下，保护膜52的第1主面151 通过低摩擦系数体51与压电元件11接触。低摩擦系数体51的摩擦系数比保护膜52低。因此，与没有配置于第1主面151的情况相比，低摩擦系数体51抑制在保护膜52与压电元件11之间产生的摩擦力。因此，即便在保护膜52与压电元件11接触的情况下，面方向型振动构造200也能够抑制对振动部17的振动带来的影响。

如图5的(B)所示，除了保护膜14之外，面方向型振动构造300 还具备低摩擦系数体51。低摩擦系数体51配置为覆盖保护膜14的第1 主面141的整体。第1主面141的第1凸部41由低摩擦系数体51覆盖。由此，第1主面141形成有由低摩擦系数体51覆盖第1凸部41而得到的第2凸部53。

在保护膜14与压电元件11接触的情况下，保护膜14的第1主面141 通过第2凸部53而与压电元件11接触。保护膜14与压电元件11接触的面积变小。因此，在保护膜14与压电元件11接触的情况下，也能够抑制保护膜14对振动部17的振动带来的影响。另外，第1凸部41由低摩擦系数体51覆盖。与没有由低摩擦系数体51覆盖的情况相比，第2凸部 53能够进一步抑制在保护膜14与压电元件11之间产生的摩擦力。因此，即便在保护膜14与压电元件11接触的情况下，面方向型振动构造300也能够进一步抑制对振动部17的振动带来的影响。

最后，应该认为本实施方式的说明所有方面均为例示，且不是限制性的。本实用新型的范围不是由上述的实施方式示出，而是由权利要求书示出。并且，本实用新型的范围旨在包括与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更。

Claims (4)

1.一种面方向型振动构造，其特征在于，具备：

框状构件，其具有开口；

振动部，其位于所述开口；

多个梁部，其将所述框状构件和所述振动部连接；

压电膜，其通过施加电压而在面方向上振动；

第1支承部，其配置于所述框状构件，并支承所述压电膜；

第2支承部，其配置于所述振动部，并支承所述压电膜；

保护膜，在俯视时，其覆盖所述压电膜；

第3支承部，其配置于所述框状构件，并支承所述保护膜；以及

第4支承部，其配置于所述框状构件，并支承所述保护膜，

所述保护膜的与所述压电膜对置的第1主面形成有凹凸。

2.一种面方向型振动构造，其特征在于，具备：

框状构件，其具有开口；

振动部，其位于所述开口；

多个梁部，其将所述框状构件和所述振动部连接；

压电膜，其通过施加电压而在面方向上振动；

第1支承部，其配置于所述框状构件，并支承所述压电膜；

第2支承部，其配置于所述振动部，并支承所述压电膜；

保护膜，在俯视时，其覆盖所述压电膜；

第3支承部，其配置于所述框状构件，并支承所述保护膜；以及

第4支承部，其配置于所述框状构件，并支承所述保护膜，

所述保护膜的与所述压电膜对置的第1主面配置有比所述保护膜摩擦系数低的低摩擦系数体。

3.根据权利要求2所述的面方向型振动构造，其特征在于，

所述保护膜包含聚乙烯对苯二甲酸酯，

所述低摩擦系数体包含硅酮。

4.根据权利要求2或3所述的面方向型振动构造，其特征在于，

所述第1主面形成有凹凸。

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