JP2020059006A - Vibration unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一つの態様は、振動ユニットに関する。 One aspect of the present invention relates to a vibration unit.
特許文献１には、複数の圧電素子と、複数の圧電素子が台座を介して接合された振動膜と、を備える圧電音響素子が記載されている。この圧電音響素子では、複数の圧電素子の配置を調整することで、振動姿態を変形することができる。この結果、音圧を向上することができるとともに、広い周波数帯域で平坦な周波数音圧レベル特性を実現することができる。なお、音圧は、振動の振幅の大きさに依存する。 Patent Document 1 describes a piezoelectric acoustic element including a plurality of piezoelectric elements and a vibrating film in which the plurality of piezoelectric elements are joined via a pedestal. In this piezoelectric acoustic device, the vibration mode can be changed by adjusting the arrangement of the plurality of piezoelectric devices. As a result, the sound pressure can be improved and a flat frequency sound pressure level characteristic can be realized in a wide frequency band. The sound pressure depends on the magnitude of the vibration amplitude.
本発明の一つの態様は、振幅を更に増大させることが可能な振動ユニットを提供する。 One aspect of the present invention provides a vibrating unit capable of further increasing amplitude.
本発明の一つの態様に係る振動ユニットは、振動部を有する複数の振動デバイスと、複数の振動デバイスが互いに離間して配置された主面を有する振動部材と、振動部材の縁部を支持する支持部材と、を備え、複数の振動デバイスは、主面に接合された複数の接合領域と、複数の接合領域間において、主面から離間して配置された離間領域と、をそれぞれ有し、離間領域と主面との離間距離は、振動部の振幅よりも短い。 A vibrating unit according to one aspect of the present invention supports a plurality of vibrating devices having a vibrating portion, a vibrating member having a main surface on which the plurality of vibrating devices are arranged apart from each other, and an edge portion of the vibrating member. A supporting member, and a plurality of vibration devices, a plurality of bonding regions bonded to the main surface, and between the plurality of bonding regions, a separation region arranged away from the main surface, respectively, The separation distance between the separation region and the main surface is shorter than the amplitude of the vibrating portion.
上記一つの態様では、振動デバイスは、振動部材の主面から離間し、振動部材に拘束されていない離間領域を有している。このため、振動デバイスの振幅を増大させることができる。また、離間領域と振動部材の主面との離間距離は、振動部の振幅よりも短い。したがって、離間領域は振動によって振動部材の主面に接触し、振動部材を大きく振動させる。この結果、振動部材の振幅を更に増大させることができる。 In the above-described one aspect, the vibrating device has a separated region that is separated from the main surface of the vibrating member and is not constrained by the vibrating member. Therefore, the amplitude of the vibration device can be increased. Further, the distance between the separated area and the main surface of the vibrating member is shorter than the amplitude of the vibrating portion. Therefore, the separated region comes into contact with the main surface of the vibrating member due to the vibration, and vibrates the vibrating member greatly. As a result, the amplitude of the vibrating member can be further increased.
上記一つの態様では、複数の振動デバイスは、振動部に接続されている配線部材をそれぞれ更に有し、振動部材は、主面に直交する方向から見て、複数の振動デバイスの振動部と重なる複数の重複領域と、複数の重複領域間に配置された中間領域と、を有し、配線部材は、方向から見て、中間領域の外側に配置されていてもよい。この場合、例えば、複数の振動部の間の領域に照明等の部材を容易に配置することができる。 In the above-mentioned one aspect, each of the plurality of vibrating devices further includes a wiring member connected to the vibrating portion, and the vibrating member overlaps with the vibrating portions of the plurality of vibrating devices when viewed from a direction orthogonal to the main surface. The wiring member may have a plurality of overlapping regions and an intermediate region arranged between the plurality of overlapping regions, and the wiring member may be arranged outside the intermediate region when viewed from the direction. In this case, for example, a member such as lighting can be easily arranged in the region between the plurality of vibrating portions.
本発明の一つの態様によれば、振幅を更に増大させることが可能な振動ユニットを提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide the vibration unit capable of further increasing the amplitude.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same elements or elements having the same function will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
［第一実施形態］
図１は、第一実施形態に係る振動ユニットの平面図である。図２は、図１の振動ユニットの分解斜視図である。図３は、図１のIII-III線に沿っての端面図である。図４は、図３の一部を拡大して示す端面図である。図５は、図１に示される振動部材の領域について説明するための平面図である。図１〜図５に示されるように、第一実施形態に係る振動ユニット１００Ａは、複数の振動デバイス１と、複数の振動デバイス１が配置された振動部材２と、振動部材２を支持している支持部材３と、を備えている。振動ユニット１００Ａは、一対の振動デバイス１を備えている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a plan view of the vibration unit according to the first embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the vibration unit of FIG. FIG. 3 is an end view taken along the line III-III in FIG. FIG. 4 is an end view showing a part of FIG. 3 in an enlarged manner. FIG. 5 is a plan view for explaining a region of the vibrating member shown in FIG. As shown in FIGS. 1 to 5, a vibrating unit 100A according to the first embodiment supports a plurality of vibrating devices 1, a vibrating member 2 in which the plurality of vibrating devices 1 are arranged, and a vibrating member 2. And a supporting member 3 that is provided. The vibration unit 100A includes a pair of vibration devices 1.
振動部材２は、振動デバイス１の振動を伝達する板状部材である。振動部材２は、振動部材２の厚さ方向で互いに対向している一対の主面２ａ，２ｂを有している。一対の主面２ａ，２ｂは、第一方向Ｄ１から見て、例えば、長方形状を呈している。一対の主面２ａ，２ｂは、第一方向Ｄ１から見て、例えば、正方形状を呈していてもよい。 The vibrating member 2 is a plate-shaped member that transmits the vibration of the vibrating device 1. The vibrating member 2 has a pair of main surfaces 2a and 2b facing each other in the thickness direction of the vibrating member 2. The pair of main surfaces 2a and 2b have, for example, a rectangular shape when viewed from the first direction D1. The pair of main surfaces 2a and 2b may have, for example, a square shape when viewed from the first direction D1.
以下では、振動部材２の厚さ方向、すなわち、一対の主面２ａ，２ｂの対向方向を第一方向Ｄ１とする。第一方向Ｄ１は、一対の主面２ａ，２ｂに直交する方向でもある。一対の主面２ａ，２ｂの長辺方向を第二方向Ｄ２とする。一対の主面２ａ，２ｂの短辺方向を第三方向Ｄ３とする。第一方向Ｄ１、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３は、互いに交差している。ここでは、第一方向Ｄ１、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３は、互いに直交している。 Hereinafter, the thickness direction of the vibrating member 2, that is, the facing direction of the pair of main surfaces 2a and 2b is referred to as a first direction D1. The first direction D1 is also a direction orthogonal to the pair of main surfaces 2a and 2b. The long side direction of the pair of main surfaces 2a and 2b is defined as a second direction D2. The short side direction of the pair of main surfaces 2a and 2b is defined as a third direction D3. The first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3 intersect each other. Here, the first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3 are orthogonal to each other.
一対の主面２ａ，２ｂの長辺の長さ（すなわち、振動部材２の第二方向Ｄ２の長さ）は、例えば、３００ｍｍである。一対の主面２ａ，２ｂの短辺の長さ（すなわち、振動部材２の第三方向Ｄ３の長さ）は、例えば、２００ｍｍである。振動部材２の厚さ（すなわち、振動部材２の第一方向Ｄ１の長さ）は、例えば、１．７ｍｍである。 The length of the long sides of the pair of main surfaces 2a and 2b (that is, the length of the vibrating member 2 in the second direction D2) is, for example, 300 mm. The length of the short side of the pair of main surfaces 2a and 2b (that is, the length of the vibrating member 2 in the third direction D3) is, for example, 200 mm. The thickness of the vibration member 2 (that is, the length of the vibration member 2 in the first direction D1) is 1.7 mm, for example.
主面２ａは、例えば、使用者の指等が接触により押圧可能な操作領域を有している。本実施形態では、操作領域は、第一方向Ｄ１から見て、支持部材３の内側に配置された領域である。第一方向Ｄ１から見て、操作領域の外縁は、支持部材３の内縁によって規定され、矩形状を呈している。操作領域の第二方向Ｄ２の長さは、例えば、２７０ｍｍである。操作領域の第三方向Ｄ３の長さは、例えば、１７０ｍｍである。操作領域が使用者の指等の接触により押圧されると、振動部材２は、主面２ｂが湾曲外側となるように湾曲変形する。主面２ｂには、複数の振動デバイス１が互いに離間して配置されている。 The main surface 2a has, for example, an operation area that can be pressed by a finger of the user or the like. In the present embodiment, the operation area is an area arranged inside the support member 3 when viewed from the first direction D1. When viewed from the first direction D1, the outer edge of the operation area is defined by the inner edge of the support member 3 and has a rectangular shape. The length of the operation area in the second direction D2 is, for example, 270 mm. The length of the operation area in the third direction D3 is 170 mm, for example. When the operation area is pressed by the contact of the user's finger or the like, the vibration member 2 is curved and deformed so that the main surface 2b is on the outside of the curve. A plurality of vibrating devices 1 are arranged on the main surface 2b so as to be separated from each other.
振動部材２は、例えば、タッチパネルである。振動部材２は、例えば、主面２ａを含むカバー部材と、タッチセンサ層と、主面２ｂを含む表示層と、が積層されて構成されている。カバー部材は、例えば、ガラスからなる。カバー部材は、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、又は成型樹脂等の樹脂からなってもよい。 The vibration member 2 is, for example, a touch panel. The vibrating member 2 is configured by stacking, for example, a cover member including the main surface 2a, a touch sensor layer, and a display layer including the main surface 2b. The cover member is made of glass, for example. The cover member may be made of a resin such as an acrylic resin, a vinyl chloride resin, or a molding resin.
振動部材２は、第一方向Ｄ１から見て、複数の振動デバイス１における後述する振動部１３と重なる複数の重複領域４１と、複数の重複領域４１間に配置された中間領域４２と、を有している。振動ユニット１００Ａでは、振動部材２は、一対の重複領域４１を有している。なお、図５では、分かりやすさのため、振動部１３を示す破線と、重複領域４１を示す二点鎖線とが互いにずれて示されているが、実際は振動部１３と重複領域４１とは完全に重なっている。 The vibrating member 2 has a plurality of overlapping regions 41 overlapping the vibrating portions 13 described later in the plurality of vibrating devices 1 and an intermediate region 42 arranged between the plurality of overlapping regions 41 when viewed from the first direction D1. are doing. In the vibrating unit 100A, the vibrating member 2 has a pair of overlapping regions 41. In FIG. 5, the broken line showing the vibrating portion 13 and the alternate long and two short dashes line showing the overlapping region 41 are shown shifted from each other for the sake of clarity, but in reality, the vibrating portion 13 and the overlapping region 41 are completely Overlaps.
重複領域４１は、振動デバイス１に接合された複数（ここでは、一対）の接合領域４３と、複数の接合領域４３間において、振動デバイス１が駆動されていない状態で、振動デバイス１から離間して配置された離間領域４４と、を有している。すなわち、離間領域４４と振動デバイス１との間には、隙間が形成されている。中間領域４２は、第一方向Ｄ１から見て、複数の重複領域４１のうち、少なくとも隣り合う一対の重複領域４１間に配置された領域である。中間領域４２は、第一方向Ｄ１から見て、複数の重複領域４１のうち、少なくとも隣り合う一対の重複領域４１によって挟まれた領域である。 The overlapping region 41 is separated from the vibrating device 1 in a state in which the vibrating device 1 is not driven between a plurality (here, a pair) of joining regions 43 joined to the vibrating device 1 and the plurality of joining regions 43. And a separated region 44 that is arranged in a line. That is, a gap is formed between the separation region 44 and the vibration device 1. The intermediate region 42 is a region arranged at least between a pair of adjacent overlapping regions 41 among the plurality of overlapping regions 41 when viewed from the first direction D1. The intermediate region 42 is a region sandwiched by at least a pair of adjacent overlapping regions 41 among the plurality of overlapping regions 41 when viewed from the first direction D1.
一対の振動デバイス１は、それぞれ一対の接合部材５によって振動部材２の主面２ｂに接合されている。接合部材５は、例えば、エポキシ樹脂又はアクリル系樹脂からなる樹脂層である。樹脂層は、導電性のフィラーを含んでおらず、電気絶縁性を有している。接合部材５の厚さ（第一方向Ｄ１の長さ）は、１ｍｍ未満であり、例えば０．２０ｍｍである。 The pair of vibrating devices 1 are joined to the main surface 2b of the vibrating member 2 by the pair of joining members 5, respectively. The joining member 5 is a resin layer made of, for example, an epoxy resin or an acrylic resin. The resin layer does not contain a conductive filler and has electrical insulation. The thickness (length in the first direction D1) of the joining member 5 is less than 1 mm, for example, 0.20 mm.
一対の振動デバイス１は、互いに同じ構成を有している。振動デバイス１は、圧電素子１０と、圧電素子１０に接合された振動板１１と、圧電素子１０に接続されている配線部材１２と、をそれぞれ有している。圧電素子１０及び振動板１１は、振動部１３を構成している。振動デバイス１は、圧電素子１０及び振動板１１の厚さ方向がそれぞれ振動板１１の厚さ方向と一致するように、配置されている。つまり、圧電素子１０及び振動板１１の厚さ方向は、第一方向Ｄ１と一致している。振動デバイス１では、振動板１１と振動部材２との間に圧電素子１０及び配線部材１２が配置されている。 The pair of vibrating devices 1 have the same configuration as each other. The vibration device 1 has a piezoelectric element 10, a vibration plate 11 joined to the piezoelectric element 10, and a wiring member 12 connected to the piezoelectric element 10. The piezoelectric element 10 and the vibrating plate 11 form a vibrating portion 13. The vibrating device 1 is arranged such that the thickness directions of the piezoelectric element 10 and the vibrating plate 11 respectively match the thickness direction of the vibrating plate 11. That is, the thickness directions of the piezoelectric element 10 and the diaphragm 11 coincide with the first direction D1. In the vibrating device 1, the piezoelectric element 10 and the wiring member 12 are arranged between the vibrating plate 11 and the vibrating member 2.
一対の振動部１３は、第二方向Ｄ２において互いに離間して配置されている。第一方向Ｄ１から見て、一対の振動部１３の第二方向Ｄ２における離間距離ｄ１（最短距離）は、例えば８０ｍｍである。一対の振動部１３は、いずれも支持部材３から等距離離間して配置されている。振動部１３と、支持部材３との第二方向Ｄ２における離間距離ｄ２（最短距離）は、例えば、３５ｍｍである。離間距離ｄ１は離間距離ｄ２よりも長くてもよいし、短くてもよいし、同等であってもよい。振動部１３は、主面２ｂの第三方向Ｄ３の中央に配置されている。振動部１３と支持部材３との第三方向Ｄ３における離間距離（最短距離）は、例えば４５ｍｍである。 The pair of vibrating portions 13 are arranged apart from each other in the second direction D2. When viewed from the first direction D1, the separation distance d1 (shortest distance) of the pair of vibrating portions 13 in the second direction D2 is, for example, 80 mm. Both of the pair of vibrating portions 13 are arranged equidistantly from the support member 3. The distance d2 (shortest distance) between the vibrating portion 13 and the support member 3 in the second direction D2 is, for example, 35 mm. The distance d1 may be longer, shorter, or equivalent to the distance d2. The vibrating portion 13 is arranged at the center of the main surface 2b in the third direction D3. The separation distance (shortest distance) between the vibrating portion 13 and the support member 3 in the third direction D3 is, for example, 45 mm.
振動板１１は、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ、黄銅、又はステンレス等の金属からなる板部材である。振動板１１は、互いに対向している一対の主面１１ａ，１１ｂを有している。一対の主面１１ａ，１１ｂは、例えば、矩形状を呈している。振動板１１は、一対の主面１１ａ，１１ｂの長辺方向が第三方向Ｄ３と一致し、一対の主面１１ａ，１１ｂの短辺方向が第二方向Ｄ２と一致するように配置されている。一対の主面１１ａ，１１ｂの長辺の長さは、例えば、８０ｍｍである。一対の主面１１ａ，１１ｂの短辺の長さは、例えば、６０ｍｍである。振動板１１の厚さは、例えば、２５０μｍである。 The diaphragm 11 is a plate member made of a metal such as Ni—Fe alloy, Ni, brass, or stainless. The diaphragm 11 has a pair of main surfaces 11a and 11b facing each other. The pair of main surfaces 11a and 11b have, for example, a rectangular shape. The diaphragm 11 is arranged such that the long side direction of the pair of main surfaces 11a and 11b coincides with the third direction D3, and the short side direction of the pair of main surfaces 11a and 11b coincides with the second direction D2. . The length of the long sides of the pair of main surfaces 11a and 11b is, for example, 80 mm. The length of the short side of the pair of main surfaces 11a and 11b is, for example, 60 mm. The thickness of the diaphragm 11 is, for example, 250 μm.
主面１１ａの第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３の中央には、圧電素子１０が配置されている。主面１１ａの第二方向Ｄ２の端部には、接合部材５が配置されている。接合部材５は、第二方向Ｄ２において、圧電素子１０から離間している。接合部材５は、主面１１ａの各長辺に沿って配置されている。接合部材５は、主面１１ａの各長辺の全体にわたって配置されている。すなわち、接合部材５の第三方向Ｄ３の長さは、主面２ａの長辺の長さ（主面２ａの第三方向Ｄ３の長さ）と同等である。 The piezoelectric element 10 is arranged at the center of the main surface 11a in the second direction D2 and the third direction D3. The joining member 5 is arranged at the end of the main surface 11a in the second direction D2. The joining member 5 is separated from the piezoelectric element 10 in the second direction D2. The joining member 5 is arrange | positioned along each long side of the main surface 11a. The joining member 5 is arranged over the entire long sides of the main surface 11a. That is, the length of the joining member 5 in the third direction D3 is equal to the length of the long side of the main surface 2a (the length of the main surface 2a in the third direction D3).
圧電素子１０は、板状を呈している。圧電素子１０は、第一方向Ｄ１で互いに対向している一対の主面１０ａ，１０ｂを有している。一対の主面１０ａ，１０ｂは、矩形状を呈している。一対の主面１０ａ，１０ｂは、例えば、正方形状を呈している。一対の主面１０ａ，１０ｂの一辺の長さは、例えば、３０ｍｍである。圧電素子１０の厚さ（圧電素子１０の第一方向Ｄ１の長さ）は、例えば、１００μｍである。 The piezoelectric element 10 has a plate shape. The piezoelectric element 10 has a pair of main surfaces 10a and 10b facing each other in the first direction D1. The pair of main surfaces 10a and 10b have a rectangular shape. The pair of main surfaces 10a and 10b have, for example, a square shape. The length of one side of the pair of main surfaces 10a and 10b is, for example, 30 mm. The thickness of the piezoelectric element 10 (the length of the piezoelectric element 10 in the first direction D1) is, for example, 100 μm.
主面１０ａは、振動部材２の主面２ｂと対向している。主面１０ａは、主面２ｂから離間して配置されている。主面１０ｂは、振動板１１の主面１１ａと対向している。主面１０ｂは、不図示の接合部材によって、主面１１ａに接合（接着）されている。主面１０ｂの全面が主面１１ａに接合（接着）されている。接合部材は、例えば、エポキシ樹脂又はアクリル系樹脂からなる樹脂層である。樹脂層は、導電性のフィラーを含んでおらず、電気絶縁性を有している。 The main surface 10a faces the main surface 2b of the vibration member 2. The main surface 10a is arranged apart from the main surface 2b. The main surface 10b faces the main surface 11a of the diaphragm 11. The main surface 10b is joined (bonded) to the main surface 11a by a joining member (not shown). The entire main surface 10b is joined (bonded) to the main surface 11a. The joining member is, for example, a resin layer made of epoxy resin or acrylic resin. The resin layer does not contain a conductive filler and has electrical insulation.
圧電素子１０は、振動板１１の主面１１ａの第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３の中央に配置されている。圧電素子１０は、第一方向Ｄ１から見て、振動板１１の全ての外縁（四辺）から離間している。 The piezoelectric element 10 is arranged at the center of the main surface 11a of the diaphragm 11 in the second direction D2 and the third direction D3. The piezoelectric element 10 is separated from all the outer edges (four sides) of the diaphragm 11 when viewed in the first direction D1.
圧電素子１０は、圧電体と、一対の外部電極とを備えている。圧電体は、内部電極を介して複数の圧電体層が積層されてなる積層構造を有している。一対の外部電極は、それぞれ極性の異なる内部電極に接続され、例えば、主面１０ａ上に配置されている。圧電素子１０は、一つの圧電体層からなる単層構造を有し、一対の外部電極が圧電体層を第一方向Ｄ１で挟むように設けられていてもよい。 The piezoelectric element 10 includes a piezoelectric body and a pair of external electrodes. The piezoelectric body has a laminated structure in which a plurality of piezoelectric body layers are laminated via internal electrodes. The pair of external electrodes are connected to the internal electrodes having different polarities, and are arranged, for example, on the main surface 10a. The piezoelectric element 10 may have a single-layer structure including one piezoelectric layer, and a pair of external electrodes may be provided so as to sandwich the piezoelectric layer in the first direction D1.
配線部材１２は、例えば、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）又はフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）である。配線部材１２の一方の端部は、圧電素子１０の主面１０ａ上に配置され、圧電素子１０の一対の外部電極に接続されている。配線部材１２は、圧電素子１０から第三方向Ｄ３に引き出されている。配線部材１２は、第一方向Ｄ１から見て、振動部材２の中間領域４２の外側に配置されている。すなわち、配線部材１２は、第一方向Ｄ１から見て、中間領域４２と重なっておらず、中間領域４２から離間している。 The wiring member 12 is, for example, a flexible printed circuit board (FPC) or a flexible flat cable (FFC). One end of the wiring member 12 is arranged on the main surface 10 a of the piezoelectric element 10 and connected to a pair of external electrodes of the piezoelectric element 10. The wiring member 12 is pulled out from the piezoelectric element 10 in the third direction D3. The wiring member 12 is arranged outside the intermediate region 42 of the vibrating member 2 when viewed from the first direction D1. That is, the wiring member 12 does not overlap the intermediate region 42 and is separated from the intermediate region 42 when viewed in the first direction D1.
各配線部材１２の他方の端部は、例えば、制御回路（不図示）に電気的に接続されている。制御回路は、振動ユニット１００Ａを統括的に制御している。制御回路は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えている。この場合、制御回路は、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することによって各種の処理を行う。 The other end of each wiring member 12 is electrically connected to, for example, a control circuit (not shown). The control circuit integrally controls the vibration unit 100A. The control circuit includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). In this case, the control circuit performs various processes by loading the program stored in the ROM into the RAM and executing it by the CPU.
振動デバイス１は、複数の接合領域３１と、離間領域３２と、を有している。振動ユニット１００Ａでは、振動デバイス１は、一対の接合領域３１を有している。接合領域３１は、振動部材２の主面２ｂに接合されている。接合領域３１は、振動デバイス１のうち、接合部材５が設けられた部分によって構成されている。接合領域３１は、具体的には、振動板１１の第二方向Ｄ２の端部によって構成されている。複数の接合領域３１は、互いに連結されることにより、一体化されていてもよい。複数の接合領域３１は、一体化されて、例えば枠状（環状）を呈していてもよい。離間領域３２は、一対の接合領域３１間において、振動デバイス１が駆動されていない状態で、主面２ｂから離間して配置されている。離間領域３２は、振動デバイス１のうち、接合領域３１以外の部分によって構成されている。第一方向Ｄ１から見て、複数の接合領域３１は、複数の接合領域４３と重なっている。第一方向Ｄ１から見て、離間領域３２は、離間領域４４と重なっている。 The vibrating device 1 has a plurality of bonding regions 31 and a separation region 32. In the vibrating unit 100A, the vibrating device 1 has a pair of bonding regions 31. The bonding region 31 is bonded to the main surface 2b of the vibration member 2. The bonding region 31 is configured by a portion of the vibration device 1 where the bonding member 5 is provided. The bonding region 31 is specifically configured by the end portion of the diaphragm 11 in the second direction D2. The plurality of bonding regions 31 may be integrated by being connected to each other. The plurality of bonding regions 31 may be integrated and may have, for example, a frame shape (annular shape). The separation region 32 is arranged between the pair of bonding regions 31 so as to be separated from the main surface 2b while the vibrating device 1 is not driven. The separation region 32 is configured by a portion of the vibrating device 1 other than the bonding region 31. When viewed from the first direction D1, the plurality of bonding areas 31 overlap with the plurality of bonding areas 43. When viewed from the first direction D1, the separation area 32 overlaps the separation area 44.
離間領域３２と振動部材２（具体的には離間領域４４）の主面２ｂとの離間距離ｄ０（最短距離）は、振動部１３の振幅よりも短い。このため、振動デバイス１が駆動されると、離間領域３２は、主面２ｂと接触し、主面２ｂに振動を伝達する。離間距離ｄ０は、例えば２０μｍである。振動部１３の振幅は、例えば１００μｍである。本実施形態では、振動デバイス１のうち、配線部材１２が最も主面２ｂの近くに配置されている。よって、離間距離ｄ０は、配線部材１２と主面２ｂとの間の第一方向Ｄ１における離間距離である。 A separation distance d0 (shortest distance) between the separation area 32 and the main surface 2b of the vibrating member 2 (specifically, the separation area 44) is shorter than the amplitude of the vibrating portion 13. Therefore, when the vibrating device 1 is driven, the separation region 32 comes into contact with the main surface 2b and transmits the vibration to the main surface 2b. The separation distance d0 is, for example, 20 μm. The vibration part 13 has an amplitude of, for example, 100 μm. In the present embodiment, the wiring member 12 of the vibrating device 1 is arranged closest to the main surface 2b. Therefore, the separation distance d0 is the separation distance between the wiring member 12 and the main surface 2b in the first direction D1.
振動部１３の振幅は、振動部１３の第一方向Ｄ１における最大振幅で定義される。振動部１３の振幅は、振動部材２に拘束されていない離間領域４４において、接合領域４３よりも大きくなる。したがって、振動部１３の振幅は、具体的には、離間領域４４における振動部１３の第一方向Ｄ１における最大振幅である。離間距離ｄ０は、離間領域４４と離間領域３２との間に形成された隙間の第一方向Ｄ１の長さ（最小長さ）である。 The amplitude of the vibrating portion 13 is defined by the maximum amplitude of the vibrating portion 13 in the first direction D1. The amplitude of the vibrating portion 13 is larger than that of the joining region 43 in the separated region 44 that is not constrained by the vibrating member 2. Therefore, the amplitude of the vibrating portion 13 is specifically the maximum amplitude of the vibrating portion 13 in the separated region 44 in the first direction D1. The separation distance d0 is the length in the first direction D1 (minimum length) of the gap formed between the separation region 44 and the separation region 32.
支持部材３は、振動部材２の縁部２ｃを支持している。支持部材３は、例えば、矩形枠状部材であり、振動部材２の縁部２ｃの全周を支持している。支持部材３は、縁部２ｃの一部を支持していてもよい。支持部材３は、例えば、振動部材２の第二方向Ｄ２における一対の端部を縁部２ｃの一部として支持していてもよい。支持部材３は、振動部材２の主面２ｂの縁部と対向している対向面３ａを有している。対向面３ａは、接合部材６によって振動部材２の主面２ｂの縁部に接合されている。接合部材６は、例えば、エポキシ樹脂又はアクリル系樹脂からなる樹脂層である。 The support member 3 supports the edge portion 2c of the vibration member 2. The support member 3 is, for example, a rectangular frame-shaped member, and supports the entire periphery of the edge portion 2c of the vibration member 2. The support member 3 may support a part of the edge portion 2c. The support member 3 may support, for example, a pair of end portions of the vibration member 2 in the second direction D2 as part of the edge portion 2c. The support member 3 has a facing surface 3a facing the edge of the main surface 2b of the vibrating member 2. The facing surface 3 a is joined to the edge of the main surface 2 b of the vibration member 2 by the joining member 6. The joining member 6 is a resin layer made of, for example, an epoxy resin or an acrylic resin.
支持部材３は、振動部材２の主面２ｂの全体と対向する底部材を有していてもよい。この場合、支持部材３は、振動部材２とともに、振動デバイス１を収容する収容部を構成する。 The support member 3 may have a bottom member that faces the entire main surface 2b of the vibration member 2. In this case, the support member 3 constitutes, together with the vibrating member 2, a housing portion that houses the vibrating device 1.
次に、振動ユニット１００Ａの動作について説明する。例えば、使用者の指等が振動部材２の操作領域に接触することにより、振動部材２が押圧されると、振動部材２は、主面２ｂが湾曲外側となるように湾曲変形する。振動デバイス１は、振動部材２の変形に伴って変形することで使用者による操作を検出し、配線部材１２を介して検出信号を制御回路に与える。制御回路は、振動デバイス１から検出信号を受け取ると、振動デバイス１を駆動させる駆動信号を振動デバイス１に与える。振動デバイス１の振動は、一対の接合領域３１及び離間領域３２のそれぞれから振動部材２に伝達される。これにより、振動部材２が振動し、使用者に押圧感（タッチ感、クリック感、操作感）を与えることができる。 Next, the operation of the vibration unit 100A will be described. For example, when the vibrating member 2 is pressed by the user's finger or the like coming into contact with the operation area of the vibrating member 2, the vibrating member 2 is curved and deformed so that the main surface 2b is on the outside of the curve. The vibrating device 1 is deformed along with the deformation of the vibrating member 2 to detect an operation by the user, and gives a detection signal to the control circuit via the wiring member 12. Upon receiving the detection signal from the vibrating device 1, the control circuit gives the vibrating device 1 a drive signal for driving the vibrating device 1. The vibration of the vibrating device 1 is transmitted to the vibrating member 2 from each of the pair of joining regions 31 and the separated regions 32. As a result, the vibrating member 2 vibrates, and the user can be given a pressing feeling (touch feeling, click feeling, operation feeling).
制御回路は、同じ駆動信号を各振動デバイス１に同時に与えるように構成されている。ここで、同じ駆動信号とは、波長、周期、振幅、及び速さがそれぞれ互いに等しい駆動信号である。これにより、振動部材２では、各振動デバイス１による振動が互いに重なり合って合成される結果、定在波（定常波）の振動が生じる。定在波の振動によれば、振動部材２の広い範囲で振幅を増大させることができる。すなわち、振動部材２における振動の広がりがよくなり、振動部材２の広い範囲で大きな振動が得られる。 The control circuit is configured to apply the same drive signal to each vibrating device 1 simultaneously. Here, the same drive signal is a drive signal having the same wavelength, cycle, amplitude, and speed. As a result, in the vibrating member 2, the vibrations of the respective vibrating devices 1 are superimposed and combined with each other, resulting in a standing wave (standing wave) vibration. By vibrating the standing wave, the amplitude can be increased in a wide range of the vibrating member 2. That is, the spread of vibration in the vibrating member 2 is improved, and large vibration can be obtained in a wide range of the vibrating member 2.
以上説明したように、振動ユニット１００Ａでは、振動デバイス１は、振動部材２から離間し、振動部材２に拘束されていない離間領域３２を有している。振動デバイス１では、接合領域３１よりも離間領域３２で振動が大きくなる。したがって、振動デバイス１の全体が振動部材２に接合され、振動デバイス１が離間領域３２を有さない場合に比べて、特に離間領域３２において、振動デバイス１の振幅を増大させることができる。 As described above, in the vibrating unit 100A, the vibrating device 1 has the separated region 32 that is separated from the vibrating member 2 and is not constrained by the vibrating member 2. In the vibrating device 1, the vibration is greater in the separation region 32 than in the bonding region 31. Therefore, the amplitude of the vibrating device 1 can be increased particularly in the separated region 32 as compared with the case where the entire vibrating device 1 is joined to the vibrating member 2 and the vibrating device 1 does not have the separated region 32.
離間領域３２と振動部材２の主面２ｂとの離間距離ｄ０は、振動部１３の振幅よりも短い。したがって、離間領域３２は、振動によって振動部材２の主面２ｂに接触し、振動部材２を大きく振動させる。この結果、振動部材２の振幅を更に増大させることができる。上述のように、振動部材２では定在波の振動が生じているため、振動部材２の広い範囲で振幅を更に増大させることができる。 The separation distance d0 between the separation region 32 and the main surface 2b of the vibrating member 2 is shorter than the amplitude of the vibrating portion 13. Therefore, the separated region 32 comes into contact with the main surface 2b of the vibrating member 2 by vibrating and vibrates the vibrating member 2 largely. As a result, the amplitude of the vibration member 2 can be further increased. As described above, since the standing wave is vibrated in the vibrating member 2, the amplitude can be further increased in a wide range of the vibrating member 2.
振動部材２では、具体的には、離間領域３２が離間領域４４を振動させ、接合領域３１が接合部材５を介して接合領域４３を振動させる。上述のように、接合領域３１よりも離間領域３２で振動が大きくなるので、接合領域４３よりも離間領域４４で振動が大きくなる。中間領域４２では、各振動デバイス１による振動が互いに重なり合うため、離間領域４４よりも振動が更に大きくなる。 In the vibrating member 2, specifically, the separation region 32 vibrates the separation region 44, and the bonding region 31 vibrates the bonding region 43 via the bonding member 5. As described above, since the vibration is greater in the separated region 32 than in the bonding region 31, the vibration is larger in the separated region 44 than in the bonding region 43. In the intermediate region 42, the vibrations of the respective vibrating devices 1 overlap with each other, so that the vibration becomes larger than that of the spacing region 44.
振動ユニット１００Ａでは、配線部材１２は、第一方向Ｄ１から見て、振動部材２の中間領域４２の外側に配置されている。このため、一対の振動部１３の間の領域に照明等の部材を容易に配置することができる。特に、振動部材２がタッチパネルである場合、一対の振動部１３の間の領域に照明を配置することにより、光が配線部材１２に遮られることが抑制されるので、タッチパネルの視認性を向上させることができる。 In the vibration unit 100A, the wiring member 12 is arranged outside the intermediate region 42 of the vibration member 2 when viewed in the first direction D1. Therefore, a member such as illumination can be easily arranged in the area between the pair of vibrating portions 13. In particular, when the vibrating member 2 is a touch panel, by disposing the illumination in the area between the pair of vibrating portions 13, it is possible to prevent light from being blocked by the wiring member 12, and thus improve the visibility of the touch panel. be able to.
［第二実施形態］
図６は、第二実施形態に係る振動ユニットの平面図である。図６に示されるように、第二実施形態に係る振動ユニット１００Ｂは、振動板１１の形状の点で、第一実施形態に係る振動ユニット１００Ａ（図１参照）と相違している。振動ユニット１００Ｂでは、振動板１１の一対の主面１１ａ，１１ｂ（図４参照）は、正方形状を呈している。一対の主面１１ａ，１１ｂの一辺の長さは、例えば、６０ｍｍである。
[Second embodiment]
FIG. 6 is a plan view of the vibration unit according to the second embodiment. As shown in FIG. 6, the vibration unit 100B according to the second embodiment differs from the vibration unit 100A according to the first embodiment (see FIG. 1) in the shape of the diaphragm 11. In the vibration unit 100B, the pair of main surfaces 11a and 11b (see FIG. 4) of the diaphragm 11 have a square shape. The length of one side of the pair of main surfaces 11a and 11b is, for example, 60 mm.
振動ユニット１００Ｂにおいても、振動ユニット１００Ａと同様に振幅を増大させることができる。また、振動ユニット１００Ｂにおいても、配線部材１２は、第一方向Ｄ１から見て、振動部材２の中間領域４２（図３参照）の外側に配置されている。よって、２つの振動部１３の間の領域に照明等の部材を容易に配置することができる。 Also in the vibration unit 100B, the amplitude can be increased similarly to the vibration unit 100A. Also in the vibration unit 100B, the wiring member 12 is arranged outside the intermediate region 42 (see FIG. 3) of the vibration member 2 when viewed from the first direction D1. Therefore, a member such as illumination can be easily arranged in the area between the two vibrating portions 13.
［第三実施形態］
図７は、第三実施形態に係る振動ユニットの平面図である。図８は、図７に示される振動部材の領域について説明するための平面図である。なお、図８では、分かりやすさのため、振動部１３を示す破線と、重複領域４１を示す二点鎖線とが互いにずれて示されているが、実際は振動部１３と重複領域４１とは完全に重なっている。図７及び図８に示されるように、第三実施形態に係る振動ユニット１００Ｃは、主に、３つの振動デバイス１を備えている点で、第一実施形態に係る振動ユニット１００Ａ（図１参照）と相違している。３つの振動デバイス１は、互いに同じ構成を有している。３つの振動デバイス１は、第一方向Ｄ１から見て、それぞれが正三角形の頂点をなすように配置されている。各配線部材１２は、圧電素子１０から当該正三角形の外側に向かって放射状に引き出されている。
[Third embodiment]
FIG. 7 is a plan view of the vibration unit according to the third embodiment. FIG. 8 is a plan view for explaining the region of the vibrating member shown in FIG. 7. In FIG. 8, the broken line showing the vibrating portion 13 and the alternate long and two short dashes line showing the overlapping region 41 are shown shifted from each other for the sake of clarity, but in reality, the vibrating portion 13 and the overlapping region 41 are completely separated from each other. Overlaps. As shown in FIGS. 7 and 8, the vibration unit 100C according to the third embodiment mainly includes three vibration devices 1, and thus the vibration unit 100A according to the first embodiment (see FIG. 1). ) Is different. The three vibrating devices 1 have the same configuration as each other. The three vibrating devices 1 are arranged so as to form the vertices of an equilateral triangle when viewed from the first direction D1. Each wiring member 12 is radially drawn from the piezoelectric element 10 toward the outside of the equilateral triangle.
振動ユニット１００Ｃにおいても、振動ユニット１００Ａと同様に振幅を増大させることができる。また、振動ユニット１００Ｃにおいても、配線部材１２は、第一方向Ｄ１から見て、振動部材２の中間領域４２の外側に配置されている。よって、３つの振動部１３の間の領域に照明等の部材を容易に配置することができる。 Also in the vibration unit 100C, the amplitude can be increased similarly to the vibration unit 100A. Also in the vibrating unit 100C, the wiring member 12 is arranged outside the intermediate region 42 of the vibrating member 2 when viewed from the first direction D1. Therefore, members such as lighting can be easily arranged in the region between the three vibrating portions 13.
［第四実施形態］
図９は、第四実施形態に係る振動ユニットの平面図である。図１０は、図９に示される振動部材の領域について説明するための平面図である。なお、図１０では、分かりやすさのため、振動部１３を示す破線と、重複領域４１を示す二点鎖線とが互いにずれて示されているが、実際は振動部１３と重複領域４１とは完全に重なっている。図９及び図１０に示されるように、第四実施形態に係る振動ユニット１００Ｄは、主に、４つの振動デバイス１を備えている点で、第一実施形態に係る振動ユニット１００Ａ（図１参照）と相違している。４つの振動デバイス１は、互いに同じ構成を有している。４つの振動デバイス１は、第一方向Ｄ１から見て、それぞれが矩形の頂点をなすように配置されている。４つの振動デバイス１は、マトリックス状に配置され、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に配列されている。配線部材１２は、圧電素子１０から第三方向Ｄ３に引き出されている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a plan view of the vibration unit according to the fourth embodiment. FIG. 10 is a plan view for explaining a region of the vibrating member shown in FIG. Note that, in FIG. 10, the broken line showing the vibrating portion 13 and the alternate long and two short dashes line showing the overlapping region 41 are shown shifted from each other for the sake of clarity, but in reality, the vibrating portion 13 and the overlapping region 41 are completely Overlaps. As shown in FIGS. 9 and 10, the vibration unit 100D according to the fourth embodiment mainly includes four vibration devices 1, and thus the vibration unit 100A according to the first embodiment (see FIG. 1). ) Is different. The four vibrating devices 1 have the same configuration as each other. Each of the four vibrating devices 1 is arranged so as to form a rectangular vertex when viewed from the first direction D1. The four vibrating devices 1 are arranged in a matrix and arranged in the second direction D2 and the third direction D3. The wiring member 12 is pulled out from the piezoelectric element 10 in the third direction D3.
振動ユニット１００Ｄにおいても、振動ユニット１００Ａと同様に振幅を増大させることができる。また、振動ユニット１００Ｄにおいても、配線部材１２は、第一方向Ｄ１から見て、振動部材２の中間領域４２の外側に配置されている。よって、４つの振動部１３の間の領域に照明等の部材を容易に配置することができる。 Also in the vibration unit 100D, the amplitude can be increased similarly to the vibration unit 100A. Also in the vibration unit 100D, the wiring member 12 is arranged outside the intermediate region 42 of the vibration member 2 when viewed from the first direction D1. Therefore, members such as lighting can be easily arranged in the region between the four vibrating portions 13.
［第五実施形態］
図１１は、第五実施形態に係る振動ユニットの一部を拡大して示す端面図ある。図１１に示されるように、第五実施形態に係る振動ユニット１００Ｅは、振動デバイス１が第一方向Ｄ１において反対向きに取り付けられている点で、第一実施形態に係る振動ユニット１００Ａ（図１参照）と相違している。すなわち、振動ユニット１００Ａでは、振動デバイス１は、振動板１１の主面１１ａが振動部材２の主面２ｂと対向するように、振動部材２に接合されているのに対し、振動ユニット１００Ｅでは、振動デバイス１は、振動板１１の主面１１ｂが振動部材２の主面２ｂと対向するように、振動部材２に接合されている。振動ユニット１００Ｅでは、振動デバイス１のうち、振動板１１が最も主面２ｂの近くに配置されている。よって、離間距離ｄ０は、振動板１１の主面１１ｂと主面２ｂとの第一方向Ｄ１における離間距離（最短距離）である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 11 is an enlarged end view showing a part of the vibration unit according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 11, the vibration unit 100E according to the fifth embodiment is different from the vibration unit 100A according to the first embodiment in that the vibration device 1 is attached in the opposite direction in the first direction D1 (see FIG. 1). See)). That is, in the vibrating unit 100A, the vibrating device 1 is joined to the vibrating member 2 so that the principal surface 11a of the vibrating plate 11 faces the principal surface 2b of the vibrating member 2, whereas in the vibrating unit 100E, The vibrating device 1 is joined to the vibrating member 2 such that the principal surface 11 b of the vibrating plate 11 faces the principal surface 2 b of the vibrating member 2. In the vibrating unit 100E, the vibrating plate 11 of the vibrating device 1 is arranged closest to the main surface 2b. Therefore, the separation distance d0 is the separation distance (shortest distance) between the principal surface 11b of the diaphragm 11 and the principal surface 2b in the first direction D1.
振動ユニット１００Ｅにおいても、振動ユニット１００Ａと同様に振幅を増大させることができる。また、振動ユニット１００Ｅにおいても、配線部材１２は、第一方向Ｄ１から見て、振動部材２の中間領域４２（図３参照）の外側に配置されている。よって、一対の振動部１３の間の領域に照明等の部材を容易に配置することができる。 Also in the vibration unit 100E, the amplitude can be increased similarly to the vibration unit 100A. Also in the vibrating unit 100E, the wiring member 12 is arranged outside the intermediate region 42 (see FIG. 3) of the vibrating member 2 when viewed from the first direction D1. Therefore, a member such as illumination can be easily arranged in the area between the pair of vibrating portions 13.
本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 The present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
振動ユニット１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅは、複数の振動デバイス１を備えていればよく、振動部材２は、振動デバイス１の数に応じて、複数の重複領域４１を有していればよい。配線部材１２は、振動部１３と電気的に接続されていればよく、主面１０ａ上に配置されていなくてもよい。 The vibrating units 100A, 100B, 100C, 100D, and 100E only need to include a plurality of vibrating devices 1, and the vibrating member 2 may have a plurality of overlapping regions 41 depending on the number of vibrating devices 1. Good. The wiring member 12 has only to be electrically connected to the vibrating portion 13, and need not be disposed on the main surface 10a.
１…振動デバイス、２…振動部材、２ｂ…主面、２ｃ…縁部、３…支持部材、１０…圧電素子、１１…振動板、１２…配線部材、１３…振動部、３１…接合領域、３２…離間領域、４１…重複領域、４２…中間領域、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ…振動ユニット、ｄ０…離間距離。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vibrating device, 2 ... Vibrating member, 2b ... Main surface, 2c ... Edge part, 3 ... Support member, 10 ... Piezoelectric element, 11 ... Vibrating plate, 12 ... Wiring member, 13 ... Vibrating part, 31 ... Bonding area, 32 ... Separation area, 41 ... Overlap area, 42 ... Intermediate area, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E ... Vibration unit, d0 ... Separation distance.
Claims (2)
前記複数の振動デバイスが互いに離間して配置された主面を有する振動部材と、
前記振動部材の縁部を支持する支持部材と、を備え、
前記複数の振動デバイスは、前記主面に接合された複数の接合領域と、前記複数の接合領域間において、前記主面から離間して配置された離間領域と、をそれぞれ有し、
前記離間領域と前記主面との離間距離は、前記振動部の振幅よりも短い、振動ユニット。 A plurality of vibrating devices having a vibrating section,
A vibrating member having a main surface in which the plurality of vibrating devices are arranged apart from each other,
A supporting member for supporting an edge portion of the vibrating member,
The plurality of vibrating devices each have a plurality of joining regions joined to the main surface and a plurality of joining regions, and a separating region that is arranged apart from the main surface.
A vibration unit in which a distance between the separated region and the main surface is shorter than an amplitude of the vibrating portion.
前記振動部材は、前記主面に直交する方向から見て、前記複数の振動デバイスの前記振動部と重なる複数の重複領域と、前記複数の重複領域間に配置された中間領域と、を有し、
前記配線部材は、前記方向から見て、前記中間領域の外側に配置されている、請求項１に記載の振動ユニット。 Each of the plurality of vibrating devices further includes a wiring member connected to the vibrating section,
The vibrating member has a plurality of overlapping regions overlapping with the vibrating portions of the plurality of vibrating devices, and an intermediate region arranged between the plurality of overlapping regions when viewed from a direction orthogonal to the main surface. ,
The vibration unit according to claim 1, wherein the wiring member is arranged outside the intermediate region when viewed from the direction.
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