JP6962348B2

JP6962348B2 - Vibration device

Info

Publication number: JP6962348B2
Application number: JP2019090343A
Authority: JP
Inventors: 昭三大寺
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2039-05-13
Also published as: JP2020185514A; CN211857418U

Description

本発明は、振動を生じさせる振動装置に関する。 The present invention relates to a vibrating device that causes vibration.

近年、タッチパネル等の入力機器において、利用者が押し込み操作を行った際に振動を伝えることで、利用者に押したことを実感させる触覚提示装置が提案されている。 In recent years, in an input device such as a touch panel, a tactile presentation device has been proposed in which a user feels that he / she has pressed by transmitting vibration when he / she performs a pressing operation.

例えば、特許文献１には、フィルムを用いて触覚フィードバックを利用者に与える触覚提示装置が提案されている。フィルムは、電圧を加えることにより面方向に変形する。フィルムの伸縮により、フィルムに接続された振動部が面方向に振動する。 For example, Patent Document 1 proposes a tactile presentation device that gives tactile feedback to a user using a film. The film is deformed in the plane direction by applying a voltage. Due to the expansion and contraction of the film, the vibrating part connected to the film vibrates in the plane direction.

国際公開２０１９／０１３１６４号International Publication No. 2019/013164

触覚提示装置において、さらに大きな出力が得られることが望まれている。 It is desired that a larger output can be obtained in the tactile presentation device.

そこで、本発明の目的は、出力が向上した振動装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vibration device having an improved output.

この発明の振動装置は、平板状の振動部と、前記振動部を取り囲む枠状部材と、前記振動部と前記枠状部材とを接続する支持部と、張力をかけた状態で前記振動部と、前記枠状部材を架け渡し、面方向に振動する振動フィルムと、を備える振動装置であって、前記振動部と前記枠状部材との間の間隔は、前記振動フィルムが架け渡された状態と、前記振動フィルムが架け渡されていない状態とで、前記振動フィルムが振動する方向である第１方向に対して変化することを特徴とする。 The vibrating device of the present invention includes a flat plate-shaped vibrating portion, a frame-shaped member surrounding the vibrating portion, a support portion connecting the vibrating portion and the frame-shaped member, and the vibrating portion in a tensioned state. A vibrating device including a vibrating film that vibrates in the plane direction by straddling the frame-shaped member, and a state in which the vibrating film is straddled at a distance between the vibrating portion and the frame-shaped member. The vibrating film changes with respect to the first direction, which is the direction in which the vibrating film vibrates, in a state where the vibrating film is not bridged.

この構成では、振動フィルムが架け渡された状態において、振動フィルムが架け渡されていない状態から振動部と枠状部材との間の間隔が変化するような大きさの張力が振動フィルムにかけられている。振動部と枠状部材との間とを接続する支持部は、張力により弾性変形する。支持部には、元の形状に戻ろうとする復元力が加わる。従って、振動フィルムが所定以上の張力で架け渡されている場合、振動部は、振動フィルムの伸縮に加えて復元力分さらに振動する。このため、振動装置は、大きな出力を得ることができる。 In this configuration, when the vibrating film is laid, tension is applied to the vibrating film so that the distance between the vibrating portion and the frame-shaped member changes from the state where the vibrating film is not laid. There is. The support portion connecting the vibrating portion and the frame-shaped member is elastically deformed by tension. Restoring force that tries to return to the original shape is applied to the support portion. Therefore, when the vibrating film is bridged with a tension equal to or higher than a predetermined value, the vibrating portion vibrates further by the restoring force in addition to the expansion and contraction of the vibrating film. Therefore, the vibrating device can obtain a large output.

この発明によれば、出力が向上される。 According to the present invention, the output is improved.

図１（Ａ）は、振動装置１００の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示すＩ−Ｉ線で切断した断面図である。FIG. 1 (A) is a perspective view of the vibrating device 100, and FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along the line II shown in FIG. 1 (A). 図２は、振動装置１００の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the vibrating device 100. 図３（Ａ）は振動フィルム１２を張り付けていない状態の振動装置１００の平面図であり、図３（Ｂ）は振動装置１００の平面図である。FIG. 3A is a plan view of the vibrating device 100 in a state where the vibrating film 12 is not attached, and FIG. 3B is a plan view of the vibrating device 100. 図４は、フィルムを張るときの張力と発生加速度との関係を表すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the tension when the film is stretched and the generated acceleration. 図５（Ａ）は支持部１５及び枠状部材１６の接続部分の一部拡大斜視図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の平面図であり、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）のさらに一部拡大平面図である。5 (A) is a partially enlarged perspective view of a connection portion between the support portion 15 and the frame-shaped member 16, FIG. 5 (B) is a plan view of FIG. 5 (A), and FIG. 5 (C) is a view. It is a further partially enlarged plan view of 5 (B). 図６（Ａ）は、支持部１５の直線部１５１の厚みＴに対する幅Ｗの割合と、支持部１５の塑性変形量との関係を表すグラフである。図６（Ｂ）は、接続部１５３のＹ方向に沿った長さＬ３対する支持部１５の幅Ｗの割合と、支持部１５の塑性変形量との関係を表すグラフである。FIG. 6A is a graph showing the relationship between the ratio of the width W to the thickness T of the straight portion 151 of the support portion 15 and the amount of plastic deformation of the support portion 15. FIG. 6B is a graph showing the relationship between the ratio of the width W of the support portion 15 to the length L3 of the connection portion 153 along the Y direction and the amount of plastic deformation of the support portion 15.

図１（Ａ）は、第１実施形態に係る振動装置１００の斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示すＩ−Ｉ線で切断した断面図である。図２は、振動装置１００の分解斜視図である。図３（Ａ）は振動フィルム１２を張り付けていない状態の振動装置１００の平面図であり、図３（Ｂ）は振動フィルム１２を張り付けた状態の振動装置１００の平面図である。なお、図１（Ｂ）は、振動装置１００を筐体２に設置した状態を示し、他の図は、筐体２を省略して示す。また、図１（Ｂ）以外の各図は、回路及び配線を省略して示している。 FIG. 1 (A) is a perspective view of the vibration device 100 according to the first embodiment, and FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along the line II shown in FIG. 1 (A). FIG. 2 is an exploded perspective view of the vibrating device 100. FIG. 3A is a plan view of the vibrating device 100 in a state where the vibrating film 12 is not attached, and FIG. 3B is a plan view of the vibrating device 100 in a state where the vibrating film 12 is attached. Note that FIG. 1B shows a state in which the vibration device 100 is installed in the housing 2, and the other figures show the housing 2 omitted. Further, each figure other than FIG. 1B is shown by omitting the circuit and wiring.

図１（Ｂ）に示すように、本実施形態の振動装置１００は、振動ユニット１０、及び駆動回路１７を備えている。振動ユニット１０ついては後から詳細に説明するが、振動ユニット１０は駆動回路１７に接続されている。 As shown in FIG. 1 (B), the vibration device 100 of the present embodiment includes a vibration unit 10 and a drive circuit 17. The vibration unit 10 will be described in detail later, but the vibration unit 10 is connected to the drive circuit 17.

振動装置１００は、電子機器等の筐体２に設置される。振動装置１００は、筐体２にクッション材４２を介して接続されている。クッション材４２は、筐体２及び振動ユニット１０と比べて外力を受けた時に変形しやすい素材で形成されている。クッション材４２は、筐体２側の変形を吸収する。このため、筐体２側の変形が振動ユニット１０側に伝わり難くなる。従って、クッション材４２は、振動ユニット１０に対する不要な変形を抑制することができる。 The vibrating device 100 is installed in a housing 2 of an electronic device or the like. The vibrating device 100 is connected to the housing 2 via a cushion material 42. The cushion material 42 is made of a material that is more easily deformed when it receives an external force than the housing 2 and the vibration unit 10. The cushion material 42 absorbs the deformation on the housing 2 side. Therefore, it becomes difficult for the deformation on the housing 2 side to be transmitted to the vibration unit 10 side. Therefore, the cushion material 42 can suppress unnecessary deformation of the vibration unit 10.

図１（Ａ）、図２、図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）に示すように、振動ユニット１０は、接続部材１１、振動フィルム１２、振動部１４、支持部１５、及び枠状部材１６を有する。振動ユニット１０は、第１主面１８及び第２主面１９を有している。 As shown in FIGS. 1 (A), 2 (A), 3 (A), and 3 (B), the vibration unit 10 includes a connecting member 11, a vibration film 12, a vibration portion 14, a support portion 15, and a frame shape. It has a member 16. The vibration unit 10 has a first main surface 18 and a second main surface 19.

枠状部材１６は、平面視した形状が長方形状である。枠状部材１６は、長方形状の開口２０を有する。枠状部材１６は、２つの第１開口２１と、２つの第２開口２２を有する。第１開口２１は、枠状部材１６の長手方向であるＹ方向の両端側に配置されている。第２開口２２は、枠状部材１６の短手方向であるＸ方向の両端側に配置されている。この例では、開口２０は、２つの第２開口２２を含む。第１開口２１は、略長方形状であり、Ｘ方向に沿って長い形状となっている。第２開口２２は、Ｙ方向に沿って長い略長方形状の開口である。また、第２開口２２のＹ方向の両端は、枠状部材１６の中心軸（図中のＩ−Ｉ線）に向かってさらに長方形状に延長されている。 The frame-shaped member 16 has a rectangular shape in a plan view. The frame-shaped member 16 has a rectangular opening 20. The frame-shaped member 16 has two first openings 21 and two second openings 22. The first openings 21 are arranged on both ends in the Y direction, which is the longitudinal direction of the frame-shaped member 16. The second openings 22 are arranged on both ends in the X direction, which is the lateral direction of the frame-shaped member 16. In this example, the opening 20 includes two second openings 22. The first opening 21 has a substantially rectangular shape and has a long shape along the X direction. The second opening 22 is a substantially rectangular opening that is long along the Y direction. Further, both ends of the second opening 22 in the Y direction are further extended in a rectangular shape toward the central axis (I-I line in the drawing) of the frame-shaped member 16.

振動部１４は、平面視して長方形状であり、開口２０の内側に配置されている。振動部１４の面積は、開口２０すなわち第２開口２２によって囲まれる面積より大きくなることはない。 The vibrating portion 14 has a rectangular shape in a plan view and is arranged inside the opening 20. The area of the vibrating portion 14 is not larger than the area surrounded by the opening 20, that is, the second opening 22.

支持部１５は、振動部１４と枠状部材１６とを接続する。支持部１５は、振動部１４を枠状部材１６に支持する。この例では、支持部１５は、概ねＸ方向に沿って長い長方形状であり、振動部１４のＹ方向の両端部で、該振動部１４を保持する。支持部１５は、振動フィルム１２が伸縮するＹ方向に直交するＸ方向の長さが、Ｙ方向に沿った長さよりも長い。支持部１５及び支持部１５と枠状部材１６との接続部分については、後で詳細に説明する。 The support portion 15 connects the vibrating portion 14 and the frame-shaped member 16. The support portion 15 supports the vibrating portion 14 on the frame-shaped member 16. In this example, the support portion 15 has a rectangular shape that is generally long along the X direction, and holds the vibrating portion 14 at both ends of the vibrating portion 14 in the Y direction. The length of the support portion 15 in the X direction orthogonal to the Y direction in which the vibrating film 12 expands and contracts is longer than the length along the Y direction. The support portion 15 and the connection portion between the support portion 15 and the frame-shaped member 16 will be described in detail later.

枠状部材１６、振動部１４、及び支持部１５は、同一部材（例えば、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ポリカーボネイト、ガラスエポキシ、ＦＲＰ、金属、又はガラス等）で形成されている。金属としては、例えばＳＵＳ（ステインレス鋼材）が挙げられ、必要に応じてポリイミド等の樹脂でコーティングすることにより、絶縁を施したものであってもよい。 The frame-shaped member 16, the vibrating portion 14, and the supporting portion 15 are made of the same member (for example, acrylic resin, PET, polycarbonate, glass epoxy, FRP, metal, glass, etc.). Examples of the metal include SUS (stainless steel material), and if necessary, the metal may be insulated by coating with a resin such as polyimide.

枠状部材１６、振動部１４、及び支持部１５は、１枚の長方形状の板部材を、第１開口２１及び第２開口２２の形状に沿って打抜き加工することで形成される。枠状部材１６、振動部１４、及び支持部１５は、それぞれ別の部材であってもよいが、同一部材で形成されることで、容易に製造することができる。又は、同一部材で形成されることで、振動部１４の支持にゴム等の別の部材（クリープ劣化のある部材）を用いる必要がなく、長期間安定して振動部１４を保持することができる。 The frame-shaped member 16, the vibrating portion 14, and the supporting portion 15 are formed by punching one rectangular plate member along the shapes of the first opening 21 and the second opening 22. The frame-shaped member 16, the vibrating portion 14, and the supporting portion 15 may be separate members, but can be easily manufactured by being formed of the same member. Alternatively, by being formed of the same member, it is not necessary to use another member (member with creep deterioration) such as rubber to support the vibrating portion 14, and the vibrating portion 14 can be stably held for a long period of time. ..

図３（Ｂ）に示すように、振動フィルム１２は、振動ユニット１０の第１主面１８側に接続される。振動フィルム１２は、接続部材１１を介して、枠状部材１６及び振動部１４に接続される。振動フィルム１２の長手方向の一端は、枠状部材１６のＹ方向の一端に接続される。振動フィルム１２の他端は、振動部１４のＹ方向の一端に接続される。振動部１４のＹ方向の一端は、枠状部材１６のＹ方向の一端とは逆の枠状部材１６の他端側の端である。接続部材１１は、絶縁性で接着性のある素材が使用される。振動フィルム１２は、例えば熱溶着により、接続部材１１を介して枠状部材１６に接続される。 As shown in FIG. 3B, the vibration film 12 is connected to the first main surface 18 side of the vibration unit 10. The vibrating film 12 is connected to the frame-shaped member 16 and the vibrating portion 14 via the connecting member 11. One end of the vibrating film 12 in the longitudinal direction is connected to one end of the frame-shaped member 16 in the Y direction. The other end of the vibrating film 12 is connected to one end of the vibrating portion 14 in the Y direction. One end of the vibrating portion 14 in the Y direction is the other end of the frame-shaped member 16 opposite to the one end of the frame-shaped member 16 in the Y direction. The connecting member 11 is made of an insulating and adhesive material. The vibrating film 12 is connected to the frame-shaped member 16 via the connecting member 11, for example, by heat welding.

接続部材１１は、平面視して枠状部材１６の短手方向に沿って長い長方形状である。接続部材１１は、ある程度の厚みがあり、振動フィルム１２を振動部１４に接触させないように、ある程度離れた位置で、振動フィルム１２と振動部１４とを接続させる。これにより、振動フィルム１２の両主面に設けられた不図示の電極が振動部１４に接触しないため、振動フィルム１２が伸縮して振動部１４が振動したとしても、電極が削られることがない。 The connecting member 11 has a long rectangular shape along the lateral direction of the frame-shaped member 16 in a plan view. The connecting member 11 has a certain thickness, and connects the vibrating film 12 and the vibrating portion 14 at a position separated to some extent so that the vibrating film 12 does not come into contact with the vibrating portion 14. As a result, the electrodes (not shown) provided on both main surfaces of the vibrating film 12 do not come into contact with the vibrating portion 14, so that even if the vibrating film 12 expands and contracts and the vibrating portion 14 vibrates, the electrodes are not scraped. ..

振動フィルム１２は、電圧を加えると面方向に変形することにより振動するフィルムの一例である。振動フィルム１２は、平面視して枠状部材１６の長手方向に沿って長い長方形状である。振動フィルム１２は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなる。他にも、振動フィルム１２は、キラル高分子からなる態様であってもよい。キラル高分子は、例えば、Ｌ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）又はＤ型ポリ乳酸（ＰＤＬＡ）等を用いる。 The vibrating film 12 is an example of a film that vibrates by being deformed in the plane direction when a voltage is applied. The vibrating film 12 has a long rectangular shape along the longitudinal direction of the frame-shaped member 16 in a plan view. The vibrating film 12 is made of, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF). In addition, the vibration film 12 may be made of a chiral polymer. As the chiral polymer, for example, L-type polylactic acid (PLLA) or D-type polylactic acid (PDLA) is used.

振動フィルム１２は、張力をかけられた状態で振動部１４と枠状部材１６とに架け渡されている。張力は、以下に説明するように支持部１５が変形する程度の強さである。振動フィルム１２の張力により、振動部１４はＹ方向へ引っ張られる。振動部１４がＹ方向へ引っ張られると、振動部１４に接続している支持部１５もＹ方向へ引っ張られる。支持部１５は、Ｙ方向へ短くＸ方向へ長い形状である。このため支持部１５は、Ｙ方向へ引っ張られると図３（Ｂ）に示すように変形する。 The vibrating film 12 is bridged between the vibrating portion 14 and the frame-shaped member 16 in a tensioned state. The tension is such that the support portion 15 is deformed as described below. The vibrating portion 14 is pulled in the Y direction by the tension of the vibrating film 12. When the vibrating portion 14 is pulled in the Y direction, the support portion 15 connected to the vibrating portion 14 is also pulled in the Y direction. The support portion 15 has a shape that is short in the Y direction and long in the X direction. Therefore, when the support portion 15 is pulled in the Y direction, the support portion 15 is deformed as shown in FIG. 3 (B).

振動部１４と枠状部材１６との間の所定の箇所の変形について図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を比較しながら説明する。振動部１４と枠状部材１６との間が引っ張られていない時、図３（Ａ）に示すように、所定の箇所の長さはＢ１である。これに対して、振動フィルム１２は、張力をかけられた状態で振動部１４と枠状部材１６とに架け渡されると、支持部１５及び振動部１４がＹ方向へ引っ張られる。従って、支持部１５及び振動部１４の位置がＹ方向へ移動する。このとき、枠状部材１６は引っ張られないため、Ｙ方向へ移動しない。従って、図３（Ｂ）に示すように、所定の箇所の長さはＢ２となる。Ｂ２は、Ｂ１に比べて長い。このように、支持部１５は、Ｙ方向へ引っ張られると、振動部１４と枠状部材１６との間の長さが、引っ張られていない時と比べて変化する。すなわち、振動部１４と枠状部材１６との間の間隔は、図３（Ｂ）に示す振動フィルム１２が架け渡された状態と、図３（Ａ）に示す振動フィルム１２が架け渡されていない状態とで、Ｙ方向に対して変化する。 Deformation of a predetermined portion between the vibrating portion 14 and the frame-shaped member 16 will be described with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (B). When the vibrating portion 14 and the frame-shaped member 16 are not pulled, the length of the predetermined portion is B1 as shown in FIG. 3 (A). On the other hand, when the vibrating film 12 is bridged between the vibrating portion 14 and the frame-shaped member 16 in a tensioned state, the supporting portion 15 and the vibrating portion 14 are pulled in the Y direction. Therefore, the positions of the support portion 15 and the vibrating portion 14 move in the Y direction. At this time, since the frame-shaped member 16 is not pulled, it does not move in the Y direction. Therefore, as shown in FIG. 3B, the length of the predetermined portion is B2. B2 is longer than B1. As described above, when the support portion 15 is pulled in the Y direction, the length between the vibrating portion 14 and the frame-shaped member 16 changes as compared with the case where the support portion 15 is not pulled. That is, the distance between the vibrating portion 14 and the frame-shaped member 16 is such that the vibrating film 12 shown in FIG. 3B is straddled and the vibrating film 12 shown in FIG. 3A is straddled. It changes with respect to the Y direction in the absence state.

駆動回路１７は、振動フィルム１２に電圧を印加する。振動フィルム１２は、電圧を印加すると面方向に変形する。具体的には、振動フィルム１２は、電圧を印加するとＹ方向に伸縮する。振動フィルム１２がＹ方向に伸縮することにより、振動部１４は、Ｙ方向に振動する。これにより、振動部１４で生じた振動がユーザに伝達される。 The drive circuit 17 applies a voltage to the vibrating film 12. The vibrating film 12 is deformed in the plane direction when a voltage is applied. Specifically, the vibration film 12 expands and contracts in the Y direction when a voltage is applied. As the vibrating film 12 expands and contracts in the Y direction, the vibrating portion 14 vibrates in the Y direction. As a result, the vibration generated by the vibrating unit 14 is transmitted to the user.

図４は、振動フィルム１２を張るときの張力と発生加速度との関係を表すグラフである。グラフについて以下に詳細に説明する。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the tension when the vibrating film 12 is stretched and the generated acceleration. The graph will be described in detail below.

図４は、支持部１５のバネ定数１３Ｎ／ｍｍ、振動部１４の重さ１０ｇの振動ユニット１０を用いた場合に得られるグラフである。振動フィルム１２は、３０μｍの厚さのＰＶＤＦを用いる。振動ユニット１０は、振動フィルム１２に２００Ｖの電圧を負荷した際に、振動部１４の共振周波数が３３０Ｈｚとなるように設計する。 FIG. 4 is a graph obtained when a vibrating unit 10 having a spring constant of 13 N / mm for the support portion 15 and a weight of 10 g for the vibrating portion 14 is used. As the vibration film 12, PVDF having a thickness of 30 μm is used. The vibration unit 10 is designed so that the resonance frequency of the vibration unit 14 becomes 330 Hz when a voltage of 200 V is applied to the vibration film 12.

図４に示すように、振動フィルム１２にかけられている張力が大きいほど、振動部１４から得られる出力加速度が増加する。本実施形態においては、振動フィルム１２は、支持部１５が変形する程度の強い張力がかけられている。振動部１４と枠状部材１６との間とを接続する支持部１５は、弾性変形する。支持部１５は弾性変形しているため、元の形状に戻ろうとする復元力が加わる。このため、支持部１５は、ばねのように機能する。従って、振動部１４は、ばね状の支持部１５に接続されている状態である。このため、振動部１４は、支持部１５が変形する程度の強い張力がかけられていない場合に比べて、大きく振動する。従って、振動装置１００の出力が向上する。 As shown in FIG. 4, the greater the tension applied to the vibrating film 12, the greater the output acceleration obtained from the vibrating portion 14. In the present embodiment, the vibrating film 12 is subjected to a strong tension that deforms the support portion 15. The support portion 15 connecting between the vibrating portion 14 and the frame-shaped member 16 is elastically deformed. Since the support portion 15 is elastically deformed, a restoring force that tries to return to the original shape is applied. Therefore, the support portion 15 functions like a spring. Therefore, the vibrating portion 14 is in a state of being connected to the spring-shaped supporting portion 15. Therefore, the vibrating portion 14 vibrates more than when a strong tension that deforms the supporting portion 15 is not applied. Therefore, the output of the vibrating device 100 is improved.

図５（Ａ）は支持部１５及び枠状部材１６の接続部分の一部拡大斜視図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の平面図であり、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）のさらに一部拡大平面図である。図５（Ａ）は、図３（Ａ）に示す部分ＩＩの拡大斜視図である。図６（Ａ）は、支持部１５の直線部１５１の厚みＴに対する幅Ｗの割合と、支持部１５の塑性変形量との関係を表すグラフである。図６（Ｂ）は、接続部１５３のＹ方向に沿った長さＬ３対する支持部１５の幅Ｗの割合と、支持部１５の塑性変形量との関係を表すグラフである。 5 (A) is a partially enlarged perspective view of a connection portion between the support portion 15 and the frame-shaped member 16, FIG. 5 (B) is a plan view of FIG. 5 (A), and FIG. 5 (C) is a view. It is a further partially enlarged plan view of 5 (B). FIG. 5 (A) is an enlarged perspective view of a portion II shown in FIG. 3 (A). FIG. 6A is a graph showing the relationship between the ratio of the width W to the thickness T of the straight portion 151 of the support portion 15 and the amount of plastic deformation of the support portion 15. FIG. 6B is a graph showing the relationship between the ratio of the width W of the support portion 15 to the length L3 of the connection portion 153 along the Y direction and the amount of plastic deformation of the support portion 15.

図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すように、支持部１５は、直線部１５１、変化部分１５２、及び接続部１５３を備える。変化部分１５２は、直線部１５１のＸ方向の両端に位置する。支持部１５は、変化部分１５２におけるＸ方向の一端で枠状部材１６に接続している。接続部１５３は、支持部１５と枠状部材１６とが接続する境界の部分である。 As shown in FIGS. 5A to 5C, the support portion 15 includes a straight portion 151, a change portion 152, and a connection portion 153. The changing portions 152 are located at both ends of the straight line portion 151 in the X direction. The support portion 15 is connected to the frame-shaped member 16 at one end in the X direction of the changing portion 152. The connecting portion 153 is a boundary portion where the supporting portion 15 and the frame-shaped member 16 are connected.

直線部１５１は、Ｘ方向に沿って断面が均一な平面視してＹ方向に長い直方体形状である。言い換えると、直線部１５１のＹ方向に沿った長さである幅Ｗは一定である。また、Ｚ方向の長さである厚みＴも一定である。変化部分１５２において、Ｙ方向に沿った長さである幅Ｗは変化する。変化部分１５２の辺は曲線状であり、変化部分１５２の幅Ｗは、枠状部材１６へ向かうにつれＹ方向に広がる。なお、変化部分１５２の辺は、曲線状に限られず、他に直線状、段階的に折れ曲がる形状であってもよい。 The straight line portion 151 has a rectangular parallelepiped shape having a uniform cross section along the X direction and long in the Y direction in a plan view. In other words, the width W, which is the length of the straight line portion 151 along the Y direction, is constant. Further, the thickness T, which is the length in the Z direction, is also constant. In the changing portion 152, the width W, which is the length along the Y direction, changes. The side of the changing portion 152 is curved, and the width W of the changing portion 152 expands in the Y direction toward the frame-shaped member 16. The side of the changing portion 152 is not limited to a curved shape, and may be a linear shape or a shape that bends stepwise.

振動ユニット１０の出力を向上させるために、振動フィルム１２は大きな張力がかけられた状態で振動ユニット１０に架け渡されている。この時、振動フィルム１２の張力により、支持部１５は、図５（Ａ）に示す矢印５５のようにＹ方向へ引っ張られている。 In order to improve the output of the vibration unit 10, the vibration film 12 is stretched over the vibration unit 10 in a state where a large tension is applied. At this time, due to the tension of the vibrating film 12, the support portion 15 is pulled in the Y direction as shown by the arrow 55 shown in FIG. 5 (A).

直線部１５１の幅Ｗ及び厚みＴは、Ｗ／Ｔ＞１（式１）の関係を満たす。この場合、支持部１５に対して矢印５５のような力が負荷されても支持部１５はＹ方向へ沿って曲がり易く弾性的な変形をする。図６（Ａ）に示すように、Ｗ／Ｔの値が大きくなるにつれて、塑性変形量は小さくなる。Ｗ／Ｔ＞１の時、塑性変形量は４０μｍ以下である。このように、幅Ｗ及び厚みＴが式１を満たす場合、塑性変形量が小さく抑制される。 The width W and the thickness T of the straight portion 151 satisfy the relationship of W / T> 1 (Equation 1). In this case, even if a force as shown by the arrow 55 is applied to the support portion 15, the support portion 15 easily bends in the Y direction and elastically deforms. As shown in FIG. 6A, the amount of plastic deformation decreases as the W / T value increases. When W / T> 1, the amount of plastic deformation is 40 μm or less. As described above, when the width W and the thickness T satisfy Equation 1, the amount of plastic deformation is suppressed to be small.

これに対して、幅Ｗが厚みＴ以下であり、式１を満たさない場合、直線部１５１は以下のように変形する。振動フィルム１２は、振動ユニット１０の第１主面１８すなわち振動部１４の第１主面１８に接続されている。このため、振動フィルム１２の張力は、振動部１４の第２主面１９側より第１主面１８側を強く引っ張る。振動部１４が引っ張られることにより、直線部１５１も第２主面１９側より第１主面１８側が強く引っ張られる。これにより、支持部１５に働くＺ方向の上下の力の対称性がくずれ易くなる。このため、支持部１５は、ねじれ易く、Ｙ方向へ沿って変形しにくい。また、支持部１５は、ねじれた状態で大きな力が部分的に付加されることにより塑性変形する。従って、直線部１５１の幅Ｗ及び厚みＴが式１を満たす場合、支持部１５のねじれ又は塑性変形が抑止される。 On the other hand, when the width W is the thickness T or less and the equation 1 is not satisfied, the straight portion 151 is deformed as follows. The vibrating film 12 is connected to the first main surface 18 of the vibrating unit 10, that is, the first main surface 18 of the vibrating portion 14. Therefore, the tension of the vibrating film 12 strongly pulls the first main surface 18 side from the second main surface 19 side of the vibrating portion 14. By pulling the vibrating portion 14, the straight portion 151 is also pulled more strongly on the first main surface 18 side than on the second main surface 19 side. As a result, the symmetry of the vertical force acting on the support portion 15 in the Z direction is easily broken. Therefore, the support portion 15 is easily twisted and is not easily deformed along the Y direction. Further, the support portion 15 is plastically deformed by partially applying a large force in a twisted state. Therefore, when the width W and the thickness T of the straight portion 151 satisfy Equation 1, twisting or plastic deformation of the support portion 15 is suppressed.

変化部分１５２の辺５０は、第１端ｄ１と第２端ｄ２とを有する。第１端ｄ１は直線部１５１との接点であり、第２端ｄ２は枠状部材１６との接点である。図５（Ｃ）に示す長さＬ１は、変化部分１５２の辺５０における第１端ｄ１から第２端ｄ２までの長さである。第１端ｄ１から直線部１５１の辺を枠状部材１６の辺まで延長した線分が第１線分５１である。言い換えると、第１線分５１は、直線部１５１の辺の延長と枠状部材１６の辺の延長との交点ｄ３から第１端ｄ１までの線分である。第１線分５１の長さは、Ｌ０１である。 The side 50 of the changing portion 152 has a first end d1 and a second end d2. The first end d1 is a contact point with the straight line portion 151, and the second end d2 is a contact point with the frame-shaped member 16. The length L1 shown in FIG. 5C is the length from the first end d1 to the second end d2 on the side 50 of the changing portion 152. The first line segment 51 is a line segment obtained by extending the side of the straight line portion 151 from the first end d1 to the side of the frame-shaped member 16. In other words, the first line segment 51 is a line segment from the intersection d3 of the extension of the side of the straight line portion 151 and the extension of the side of the frame-shaped member 16 to the first end d1. The length of the first line segment 51 is L01.

第２端ｄ２から枠状部材１６の辺に沿って第１線分５１まで延長した線分が第２線分５２である。言い換えると、第２線分５２は、交点ｄ３から第２端ｄ２までの線分である。第２線分５２の長さは、Ｌ０２である。第１線分５１の長さＬ０１と第２線分５２の長さＬ０２との和をＬ０とする。 The second line segment 52 is a line segment extending from the second end d2 to the first line segment 51 along the side of the frame-shaped member 16. In other words, the second line segment 52 is a line segment from the intersection d3 to the second end d2. The length of the second line segment 52 is L02. Let L0 be the sum of the length L01 of the first line segment 51 and the length L02 of the second line segment 52.

変化部分１５２の辺５０の長さＬ１及びＬ０は、Ｌ１／Ｌ０＜０．９（式２）の関係を満たす。Ｌ１／Ｌ０が０．９以上の時、例えば変化部分１５２の辺５０が第１線分５１及び第２線分５２に近づく形状であると、Ｌ１／Ｌ０は１に近くなる。この場合、支持部１５に対して矢印５５のような力が負荷されると、変化部分１５２には力が集中する部分が生じやすくなる。変化部分１５２の辺は交点ｄ３において、Ｙ方向へ沿った直線からＸ方向へ沿った直線へと変化する。このため、交点ｄ３からＸ方向へ沿った直線側には急激な力が加わる。従って、支持部１５のねじれ又は塑性変形が生じやすくなる。 The lengths L1 and L0 of the sides 50 of the changing portion 152 satisfy the relationship of L1 / L0 <0.9 (Equation 2). When L1 / L0 is 0.9 or more, for example, when the side 50 of the changing portion 152 has a shape close to the first line segment 51 and the second line segment 52, L1 / L0 becomes close to 1. In this case, when a force as shown by the arrow 55 is applied to the support portion 15, a portion where the force is concentrated is likely to occur in the changing portion 152. At the intersection d3, the side of the changing portion 152 changes from a straight line along the Y direction to a straight line along the X direction. Therefore, a sudden force is applied to the straight line side along the X direction from the intersection d3. Therefore, twisting or plastic deformation of the support portion 15 is likely to occur.

これに対して、Ｌ１／Ｌ０＜０．９の時、例えば辺５０が直線のときであって、第１線分５１の長さＬ０１と第２線分５２の長さＬ０２が同一の長さである場合、Ｌ１／Ｌ０は概ね０．７である。この場合、支持部１５に対して矢印５５のような力が負荷されても、変化部分１５２には力が集中する部分が生じにくい。辺５０は、Ｙ方向へ沿った直線からＹ方向及びＸ方向へ対して４５°の角度をなす方向に沿っている。すなわち、辺５０は、第２端ｄ２において急激に向きが変化していない。また、図５（Ｃ）に示すような場合も、辺５０は、第２端ｄ２において急激に向きが変化していない。このため、支持部１５に対して矢印５５のような力が負荷されても、第２端ｄ２において支持部１５に急激な力が加わることはない。従って、Ｌ１／Ｌ０が０．９より小さい場合、支持部１５はねじれ又は塑性変形が抑止される。 On the other hand, when L1 / L0 <0.9, for example, when the side 50 is a straight line, the length L01 of the first line segment 51 and the length L02 of the second line segment 52 are the same length. If, L1 / L0 is approximately 0.7. In this case, even if a force as shown by the arrow 55 is applied to the support portion 15, a portion where the force is concentrated is unlikely to occur in the changing portion 152. The side 50 is along a direction forming an angle of 45 ° with respect to the Y direction and the X direction from a straight line along the Y direction. That is, the direction of the side 50 does not change abruptly at the second end d2. Further, also in the case as shown in FIG. 5C, the direction of the side 50 does not change sharply at the second end d2. Therefore, even if a force as shown by the arrow 55 is applied to the support portion 15, a sudden force is not applied to the support portion 15 at the second end d2. Therefore, when L1 / L0 is smaller than 0.9, twisting or plastic deformation of the support portion 15 is suppressed.

直線部１５１の幅Ｗ及び接続部１５３のＹ方向に沿った長さＬ３は、Ｗ／Ｌ３＜０．９（式３）の関係を満たす。図６（Ｂ）に示すように、Ｗ／Ｌ３の値が小さくなるにつれて、塑性変形量は小さくなる。Ｗ／Ｌ３＜０．９の時、塑性変形量は１１０μｍ以下である。このように、幅Ｗ及び厚みＴが式３を満たす場合、塑性変形量が小さく抑制される。従って、支持部１５は、ねじれ又は塑性変形が抑止される。これに対して、Ｗ／Ｌ３が０．９以上の場合、すなわち辺５０が曲線であっても、直線部１５１の幅Ｗと接続部１５３の長さＬ３の差が小さい場合、支持部１５の塑性変形量は増大する。このため、Ｗ／Ｌ３が０．９以上の場合、支持部１５のねじれ又は塑性変形が生じやすくなる。従って、直線部１５１の幅Ｗ及び接続部１５３のＹ方向に沿った長さＬ３が式３を満たす場合、支持部１５のねじれ又は塑性変形が抑止される。 The width W of the straight line portion 151 and the length L3 of the connecting portion 153 along the Y direction satisfy the relationship of W / L3 <0.9 (Equation 3). As shown in FIG. 6B, the amount of plastic deformation decreases as the value of W / L3 decreases. When W / L3 <0.9, the amount of plastic deformation is 110 μm or less. As described above, when the width W and the thickness T satisfy the equation 3, the amount of plastic deformation is suppressed to be small. Therefore, the support portion 15 is prevented from being twisted or plastically deformed. On the other hand, when W / L3 is 0.9 or more, that is, when the difference between the width W of the straight line portion 151 and the length L3 of the connecting portion 153 is small even if the side 50 is a curved line, the support portion 15 The amount of plastic deformation increases. Therefore, when W / L3 is 0.9 or more, twisting or plastic deformation of the support portion 15 is likely to occur. Therefore, when the width W of the straight portion 151 and the length L3 of the connecting portion 153 along the Y direction satisfy Equation 3, twisting or plastic deformation of the supporting portion 15 is suppressed.

次に、実施例について説明する。振動ユニット１０において直線部１５１、変化部分１５２、及び接続部１５３は、以下の条件で形成した。 Next, an example will be described. In the vibration unit 10, the straight portion 151, the changing portion 152, and the connecting portion 153 were formed under the following conditions.

・直線部１５１の幅Ｗ：０.８ｍｍ
・直線部１５１の厚みＴ：０.５ｍｍ
・変化部分１５２の辺５０の長さＬ１：０．７８（π／４）ｍｍ
・変化部分１５２の第１線分５１の長さＬ０１：０．５ｍｍ
・変化部分１５２の第２線分５２の長さＬ０２：０．５ｍｍ
上記条件から、以下の長さが求められる。 -Width W of straight portion 151: 0.8 mm
-Thickness T of straight portion 151: 0.5 mm
The length of the side 50 of the changing portion 152 L1: 0.78 (π / 4) mm
-Length of the first line segment 51 of the changing portion 152 L01: 0.5 mm
-Length of the second line segment 52 of the changing portion 152 L02: 0.5 mm
From the above conditions, the following length can be obtained.

・変化部分１５２の長さＬ０（Ｌ０１＋Ｌ０２）：１ｍｍ
・接続部１５３の長さＬ３（Ｗ＋Ｌ０２×２）
振動ユニット１０において、上記条件を式１〜式３に当てはめる。 -Length of changing portion 152 L0 (L01 + L02): 1 mm
-Length of connection part 153 L3 (W + L02 x 2)
In the vibration unit 10, the above conditions are applied to equations 1 to 3.

・Ｗ／Ｔ＝０.８／０.５＝１．６＞１であるため、式１を満たす。 -Since W / T = 0.8 / 0.5 = 1.6> 1, the equation 1 is satisfied.

・Ｌ１／Ｌ０＝０．７８／１＝０．７８＜０．９であるため、式２を満たす。 Since L1 / L0 = 0.78 / 1 = 0.78 <0.9, Equation 2 is satisfied.

・Ｗ／Ｌ３＝０.８／１.８＝０．４４＜０．９であるため、式３を満たす。 Since W / L3 = 0.8 / 1.8 = 0.44 <0.9, Equation 3 is satisfied.

実施例に係る振動ユニット１０において、支持部１５のねじれ又は塑性変形が発生しないことが確認された。従って、振動ユニット１０の直線部１５１、変化部分１５２、及び接続部１５３を式１〜式３に該当する条件で設計することにより、支持部１５のねじれ又は塑性変形が抑止されることが確認された。 It was confirmed that in the vibration unit 10 according to the embodiment, twisting or plastic deformation of the support portion 15 did not occur. Therefore, it was confirmed that by designing the straight portion 151, the changing portion 152, and the connecting portion 153 of the vibration unit 10 under the conditions corresponding to equations 1 to 3, twisting or plastic deformation of the supporting portion 15 is suppressed. rice field.

最後に、本実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Finally, the description of this embodiment should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, not by the above-described embodiment. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

１０…振動ユニット
１２…振動フィルム
１４…振動部
１５…支持部
１６…枠状部材
１７…駆動回路
１８…第１主面
１９…第２主面
５０…辺
５１…第１線分
５２…第２線分
１００…振動装置
１５１…直線部
１５２…変化部分
１５３…接続部
ｄ１…第１端
ｄ２…第２端
ｄ３…交点
Ｌ０…長さ（第１線分と第２線分との和）
Ｌ０１…長さ（第１線分の長さ）
Ｌ０２…長さ（第２線分の長さ）
Ｌ１…長さ（変化部分における辺の長さ）
Ｌ３…長さ（接続部の第１方向に沿った長さ）
Ｔ…直線部の厚み
Ｗ…直線部の幅 10 ... Vibration unit 12 ... Vibration film 14 ... Vibration part 15 ... Support part 16 ... Frame-shaped member 17 ... Drive circuit 18 ... First main surface 19 ... Second main surface 50 ... Side 51 ... First line segment 52 ... Second Line segment 100 ... Vibration device 151 ... Straight line portion 152 ... Change part 153 ... Connection part d1 ... First end d2 ... Second end d3 ... Intersection point L0 ... Length (sum of first line segment and second line segment)
L01 ... Length (length of first line segment)
L02 ... Length (length of the second line segment)
L1 ... Length (length of side at change part)
L3 ... Length (length along the first direction of the connection part)
T ... Thickness of straight part W ... Width of straight part

Claims

Flat plate-shaped vibrating part and
The frame-shaped member surrounding the vibrating part and
A support portion that connects the vibrating portion and the frame-shaped member,
A vibrating device including a vibrating portion and a vibrating film that vibrates in the plane direction by bridging the frame-shaped member in a tensioned state.
The distance between the vibrating portion and the frame-shaped member is the first direction in which the vibrating film vibrates depending on whether the vibrating film is stretched or not. Change with respect to direction,
Vibration device.

The support portion has a straight portion having a constant width W which is a length along the first direction and a constant thickness T which is a length in the second direction orthogonal to the plane direction.
The W and the T satisfy the following relationship.
W / T> 1
The vibrating device according to claim 1.

The support portion has a straight portion having a constant width W, which is a length along the first direction, and a changing portion in which the width W changes.
From the first end of the side of the changing portion to the side of the frame-shaped member in a plan view, the first line segment extending the side of the straight line portion to the side of the frame-shaped member and the second end of the changing portion to the side of the frame-shaped member. L0, which is the sum of the lengths of the second line segment extending along the first line segment, and the side length L1 of the changing portion satisfy the following relationship.
L1 / L0 <0.9
The vibrating device according to claim 1.

The support portion has a straight portion having a constant width W along the first direction, a changing portion in which the width W changes, and a connecting portion connected to the frame-shaped member. ,
The width W and the length L3 of the connecting portion along the first direction satisfy the following relationship.
W / L3 <0.9
The vibrating device according to claim 1.