CN216901571U - 面方向型振动构造 - Google Patents

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Abstract

面方向型振动构造(1)具备：框状构件(16)，其具有开口；振动部(17)，其位于上述开口；梁部(181)，其将上述框状构件(16)与上述振动部(17)连接；压电膜(30)，其具有形成有第1电极(31)的第1主面和形成有第2电极(32)的第2主面，并通过在上述第1电极(31)和上述第2电极(32)施加电压而在面方向上振动；第1支承部(12)，其将上述框状构件(16)与上述第1主面连接，并支承上述压电膜(30)；第2支承部(13)，其将上述振动部(17)与上述第1主面连接，并支承上述压电膜(30)；布线构件(58)，其具有用于对上述第1电极(31)和上述第2电极(32)施加上述电压的布线；第1导电构件(56)，其将上述第1电极(31)与上述布线连接；以及第2导电构件(57)，其将上述第2电极(32)与上述布线连接。而且，上述布线构件(58)通过规定的接触部(500)而与上述第1主面接触，在俯视时，上述第1导电构件配置于上述第1支承部(12)与上述接触部(500)之间。

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，在触摸面板等输入设备中，提出触觉提示装置，其通过在利用者进行了压入操作时传递振动，从而使利用者实际感受到按压。
例如，专利文献1提出有：使用压电膜对利用者给予触觉反馈的触觉提示装置。压电膜在第1主面和第2主面分别具备第1电极和第2电极。压电膜通过在第1主面和第2主面施加电压而在面方向上伸缩。振动部通过压电膜的伸缩而在面方向上振动。
专利文献1：国际公开2019/013164号
为了对压电膜施加电压，需要在第1电极和第2电极连接导电性构件。但是，由于压电膜伸缩，所以对导电性构件给予机械载荷。
实用新型内容
因此，本实用新型的目的在于提供减少导电性构件所产生的机械载荷的面方向型振动构造。
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；梁部，其将上述框状构件与上述振动部连接；压电膜，其具有形成有第1电极的第1主面和形成有第2电极的第2主面，并通过在上述第1电极和上述第2电极施加电压而在面方向上振动；第1支承部，其将上述框状构件与上述第1主面连接，并支承上述压电膜；第2支承部，其将上述振动部与上述第1主面连接，并支承上述压电膜；布线构件，其具有用于对上述第1电极和上述第2电极施加上述电压的布线；第1导电构件，其将上述第1电极与上述布线连接；以及第2导电构件，其将上述第2电极与上述布线连接。
而且，上述布线构件通过规定的接触部而与上述第1主面接触，在俯视时，上述第1导电构件配置于上述第1支承部与上述接触部之间。
压电膜在接触部被布线构件按压。压电膜以接触部为界限而伸缩量不同。接触部与第1支承部之间的伸缩量小于接触部与第2支承部之间的伸缩量。因此，在配置有导电性构件的位置，伸缩量相对小，机械载荷减少。
根据该实用新型，能够减少导电性构件所产生的机械载荷。
附图说明
图1是表示振动构造1的结构的立体图。
图2的(A)是振动构造1的俯视图，图2的(B)是在图2的(A)所示的I-I线处剖切的剖视图。
图3是表示压电元件11的构造的截面示意图。
图4的(A)是作为参考图而假设将导电性双面粘接剂56配置于第1端111侧的情况的压电元件11的剖视图，图4的(B)是压电元件11的仰视图。
图5是压电元件11和FPC58的放大剖视图。
具体实施方式
图1是表示振动构造1的结构的立体图。图2的(A)是振动构造1的俯视图，图2的(B)是在图2的(C)所示的I-I线处剖切的剖视图。此外，图1和图2的(A)透过保护膜14和压电膜30。在本实施方式中，将振动构造1的短边方向称为X轴方向，将振动构造1的长边方向称为Y轴方向，将厚度方向称为Z轴方向。
振动构造1具备基部10、压电元件11、双面胶带12、双面胶带13、导电性双面粘接剂56、导电性单面粘接剂57和FPC58。基部10具有框状构件16、振动部17和梁部18。梁部18具有四个，为梁部181、梁部182、梁部183和梁部184。
俯视时框状构件16为长方形。框状构件16是包围长方形的开口20的形状。在开口20配置有振动部17、梁部181、梁部182、梁部183和梁部184。
俯视时振动部17为长方形。振动部17的面积小于开口20的面积。振动部17在四个角部分处，通过梁部181、梁部182、梁部183和梁部184被框状构件16支承。梁部181、梁部182、梁部183和梁部184分别是沿着X轴方向较长的长方形。梁部181、梁部182、梁部183和梁部184分别在振动部17的Y轴方向的两端部保持振动部17。通过框状构件16、振动部17、梁部181、梁部182、梁部183和梁部184，来限定第1开口21和第2开口22。
第1开口21配置于框状构件16的长边方向亦即Y轴方向的两端侧。第2开口22配置于框状构件16的短边方向亦即X轴方向的两端侧。第1开口21是沿着X轴方向较长的长方形。第2开口22是沿着Y轴方向较长的长方形。
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、玻璃环氧树脂、FRP、金属或者玻璃等)形成。优选框状构件16、振动部17和梁部18为SUS(不锈钢)。SUS加工性和耐久性优异，并且具有适度的刚性。此外，也可以是，SUS通过根据需要利用聚酰亚胺等树脂进行涂覆，从而实施绝缘加工。
框状构件16、振动部17和梁部18是通过对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的。框状构件16、振动部17和梁部18也可以分别是不同的构件，但也可以通过利用相同构件进行冲裁加工，从而能够容易地制造。另外，框状构件16、振动部17和梁部18由相同构件形成，从而不需要为了振动部17的支承而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。
此外，优选基部10的厚度为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，通过振动部17的振动能够防止基部10整体塑性变形，并且能够减少振动构造1的厚度。
压电元件11与基部10的一个主面连接。压电元件11的Y轴方向的第1端111与框状构件16连接。更具体而言，第1端111经由双面胶带12和FPC58而与框状构件16连接。压电元件11的Y轴方向的第2端112经由双面胶带13而与振动部17连接。俯视时双面胶带12和双面胶带13为沿着X轴方向较长的长方形。双面胶带12和双面胶带13的宽度与压电元件11的宽度大致相同。双面胶带12和双面胶带13由呈绝缘性且具有粘接性的材料构成。双面胶带12是本实用新型的“第1支承部”的一个例子，双面胶带13是本实用新型的“第2支承部”的一个例子。
图3是表示压电元件11的构造的截面示意图。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在第1主面形成有第1电极31，在第2主面形成有第2电极32。第1电极31和第2电极32通过例如蒸镀法而形成于压电膜30。俯视时压电膜30是沿着框状构件16的长边方向亦即Y轴方向较长的长方形。
第1电极31和第2电极32形成于压电膜30的大致整个面，但没有形成于第1端111侧的局部。在没有形成有电极的第1主面连接有双面胶带12。双面胶带12连接于FPC58的上表面。
在第1电极31中靠第1端111侧的端部连接有导电性双面粘接剂56。导电性双面粘接剂56是第1导电构件的一个例子。在第2电极32中靠第1端111侧的端部连接有导电性单面粘接剂57。导电性单面粘接剂57是第2导电构件的一个例子。导电性双面粘接剂56与形成于FPC58的上表面的第1布线(未图示)连接。导电性单面粘接剂57与形成于FPC58的上表面的第2布线(未图示)连接。FPC58是具有用于对第1电极31和第2电极32施加电压的布线的布线构件的一个例子。由此，第1电极31和第2电极32分别与电源33连接。
若电源33对第1电极31和第2电极32施加交流电压，则压电膜30沿着Y轴方向伸缩。若压电膜30沿着Y轴方向伸缩，则振动部17沿着Y轴方向在平面方向上振动。压电膜30在第2端112侧与振动部17连接，将振动部17向第1端111侧拉动。本实施方式的振动构造1通过根据振动部17的谐振频率来设定向压电膜30施加的交流电压的频率，能够使振动部17谐振，能够高效地振动。
本实施方式的振动构造1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)和振动构造1。若触摸面板(未图示)检测出用户的触摸操作，则未图示的驱动电路驱动电源33而对压电膜30施加交流电压。由此，若用户进行触摸操作，则振动构造1能够经由振动部17给予触觉反馈。
此外，压电膜30例如由聚偏二氟乙烯(PVDF)构成。此外，压电膜30也可以是由手性聚合物构成的方式。手性聚合物包括聚乳酸。聚乳酸包括L型聚乳酸(PLLA)或者D型聚乳酸(PDLA)。
在压电膜30使用PVDF的情况下，PVDF具有耐水性，因此，能够使具备该例的振动构造1的电子设备无论在怎样的湿度环境下均进行相同的振动。
另外，在压电膜30使用聚乳酸的情况下，聚乳酸为透过性高的材料，因此，若附加于聚乳酸的电极和振动部17为透明的材料，则能够视认设备的内部状况，因此，容易制造。另外，聚乳酸由于没有热电性，所以无论在怎样的温度环境下均能够进行相同的振动。例如，即便在人的手接触振动构造1而对压电膜30传递了体温的情况下，压电膜30的特性也不会变化。因此，优选使用聚乳酸，来作为人的手接触的电子设备的压电膜30。在聚乳酸的情况下，若裁断为各外周边相对于延伸方向成为大致45°，则能够使压电膜30沿着Y轴方向伸缩。
如图3所示那样，双面胶带12配置于压电膜30的第1端111侧，导电性双面粘接剂56配置于比双面胶带12靠第2端112侧。图4的(A)作为参考图，为假设将导电性双面粘接剂56配置于第1端111侧的情况下的压电元件11的剖视图。图4的(B)是压电元件11的仰视图。
第1电极31由金属构成，因此，若在整个面形成第1电极31，则存在双面胶带12没有粘贴于第1电极31或者粘接性降低的可能性。另外，双面胶带12由于在振动部17振动时产生较高的机械载荷，所以第1电极31恐怕剥离。因此，优选双面胶带12不是贴附于金属的第1电极31，而是直接贴附于压电膜30。
因此，如图4的(A)和图4的(B)所示那样，假设在将导电性双面粘接剂56配置于第1端111侧的情况下，需要避开贴附双面胶带12的部位而形成第1电极31。在这种情况下，需要对第1电极31进行刻画图案。另外，第1电极31的一部分非常细，因此，在振动部17振动时恐怕产生断线。
因此，本实施方式的振动构造1将双面胶带12配置于压电膜30的第1端111侧，将导电性双面粘接剂56配置于比双面胶带12靠第2端112侧。由此，也不需要对第1电极31进行刻画图案，也能够防止第1电极31的断线。
如图2的(B)所示那样，压电元件11在第1端111侧，经由双面胶带12和FPC58而与框状构件16连接，在第2端112侧，经由双面胶带12而与框状构件16连接。因此，压电元件11因FPC58的厚度而在比双面胶带13高的位置处与双面胶带12连接，即，压电元件倾斜配置。由此，压电元件11与振动部17分离，因此，第1电极31与振动部17不接触。因此，第1电极31与振动部17也不会发生短路。
图5是压电元件11和FPC58的放大剖视图。如图5所示那样，压电元件11倾斜配置，因此，第1主面的局部与FPC58的局部接触。压电元件11与图5所示的FPC58的角部亦即接触部500接触，并被FPC58按压。换句话说，在俯视时，导电性双面粘接剂56配置于双面胶带12与接触部500之间。
压电元件11在形成有第1电极31和第2电极32的部位沿着Y轴方向伸缩。压电元件11的第2端112与接触部500之间由于振动部17的谐振而大幅伸缩。另一方面，压电元件11的第1端111与接触部500之间由压电元件11被接触部500按压，所以伸缩量相对于变小。换句话说，导电性双面粘接剂56在伸缩量小的部位与第1主面连接。由此，导电性双面粘接剂56所产生的机械载荷减少。
此外，也可以是，压电元件11在接触部500处通过粘合剂等而与FPC58连接。在这种情况下，压电元件11的第1端111与接触部500之间没有受到因振动部17的谐振产生的影响。
此外，在本实施方式中，在俯视时，导电性单面粘接剂57也配置于双面胶带12与接触部500之间。导电性单面粘接剂57配置于上表面侧，因此，比导电性双面粘接剂56机械载荷低。因此，在俯视时，导电性单面粘接剂57不需要配置于双面胶带12与接触部500之间。
此外，优选FPC58的第1布线设置于配置有导电性双面粘接剂56的位置。第1布线与第1电极31为了成为同电位，也可以通过接触部500而接触。但是，为了保护第1布线，优选接触部500配置于由FPC58的绝缘材料覆盖的位置。
此外，导电性单面粘接剂57在俯视时与压电元件11重叠的位置处与该压电元件11连接，在俯视时不与压电元件11重叠的位置处与第2布线连接。
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。本实用新型的保护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。
附图标记说明
1…振动构造；10…基部；11…压电元件；12、13…双面胶带；14…保护膜；16…框状构件；17…振动部；18…梁部；20…开口；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；56…导电性双面粘接剂；57…导电性单面粘接剂；58…FPC；111…第1端；112…第2端；181、182、183、184…梁部；500…接触部。

Claims (7)

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；
梁部，其将所述框状构件与所述振动部连接；
压电膜，其具有形成有第1电极的第1主面和形成有第2电极的第2主面，并通过在所述第1电极和所述第2电极施加电压而在面方向上振动；
第1支承部，其将所述框状构件与所述第1主面连接，并支承所述压电膜；
第2支承部，其将所述振动部与所述第1主面连接，并支承所述压电膜；
布线构件，其具有用于对所述第1电极和所述第2电极施加所述电压的布线；
第1导电构件，其将所述第1电极与所述布线连接；以及
第2导电构件，其将所述第2电极与所述布线连接，
所述布线构件通过规定的接触部而与所述第1主面接触，
在俯视时，所述第1导电构件配置于所述第1支承部与所述接触部之间。
2.根据权利要求1所述的面方向型振动构造，其特征在于，
在俯视时，所述第2导电构件配置于所述第1支承部与所述接触部之间。
3.根据权利要求1或2所述的面方向型振动构造，其特征在于，
所述第1主面与所述布线构件通过所述接触部而连接。
4.根据权利要求1或2所述的面方向型振动构造，其特征在于，
所述布线构件具有：连接有所述第1导电构件的第1布线、连接有所述第2导电构件的第2布线、覆盖所述第1布线和所述第2布线的绝缘材料，
所述接触部配置于所述绝缘材料。
5.根据权利要求1或2所述的面方向型振动构造，其特征在于，
所述第1导电构件是导电性双面粘接剂，且在俯视时与所述压电膜重叠的位置处与该压电膜和所述布线构件连接，
所述第2导电构件是导电性单面粘接剂，且在俯视时与所述压电膜重叠的位置处与该压电膜连接，在俯视时不与所述压电膜重叠的位置处与所述布线构件连接。
6.根据权利要求1或2所述的面方向型振动构造，其特征在于，
所述压电膜在比所述第2支承部高的位置处与所述第1支承部连接。
7.根据权利要求1或2所述的面方向型振动构造，其特征在于，
所述压电膜包括PVDF或者PLLA。
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