WO2013015107A1 - 圧電型エキサイタ - Google Patents

圧電型エキサイタ Download PDF

Info

Publication number
WO2013015107A1
WO2013015107A1 PCT/JP2012/067523 JP2012067523W WO2013015107A1 WO 2013015107 A1 WO2013015107 A1 WO 2013015107A1 JP 2012067523 W JP2012067523 W JP 2012067523W WO 2013015107 A1 WO2013015107 A1 WO 2013015107A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base plate
free end
support member
end side
pair
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/067523
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
増田　充宏
Original Assignee
スター精密株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by スター精密株式会社 filed Critical スター精密株式会社
Priority to CN201280031930.2A priority Critical patent/CN103636233A/zh
Publication of WO2013015107A1 publication Critical patent/WO2013015107A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2041—Beam type
    • H10N30/2042—Cantilevers, i.e. having one fixed end
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers

Definitions

  • the present invention relates to a piezoelectric exciter used in a state of being attached to an excitation panel (for example, a touch panel of a liquid crystal display), and more particularly to a cantilever beam.
  • the present invention relates to a piezoelectric exciter including
  • a portable terminal equipped with a liquid crystal display has been known as a speaker configured to vibrate a touch panel of a liquid crystal display.
  • a piezoelectric exciter having a cantilever beam is known.
  • a base plate fixed to the lower surface of the beam support member in contact with the lower surface is widely known.
  • This piezoelectric exciter is attached to the excitation panel on the lower surface of its base plate by sticking or the like, and when a voltage is applied to the piezoelectric element, the beam bends and vibrates up and down, thereby vibrating the touch panel. It is configured to let you.
  • Patent Document 1 has a substantially U-shaped cross-sectional shape having a pair of left and right side walls rising on both the left and right sides of a beam support member as a configuration of a base plate in such a piezoelectric exciter, and A configuration is described that extends to the free end of the beam while maintaining the substantially U-shaped cross-sectional shape.
  • JP 2011-129971 A JP 2011-129971 A
  • FIG. 8 is a side view showing a conventional piezoelectric exciter in a used state (that is, a state in which it is turned upside down and attached to the lower surface of the excitation panel 2).
  • the base plate 106 is arranged only in a portion where the beam support member 104 that supports the base end portion of the beam 102 is located. Has the following problems.
  • the effective length of the beam 102 is higher than the length L from the position of the edge on the free end side of the beam support member 104 to the free end of the beam 102.
  • L + ⁇ which is longer by the length ⁇ .
  • the contact area between the excitation panel 2 and the base plate 206 is set in the longitudinal direction of the beam 102 as shown in FIG. Since the base plate 206 can be configured as a substantially rigid body, it is possible to prevent stress from concentrating on a part of the base plate 106 due to an increase in vibration force. It becomes.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and in a piezoelectric exciter equipped with a cantilever beam, it is expected that the use in the state of being attached to the excitation panel will not be abnormal. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric exciter that can ensure the vibration characteristics of the piezoelectric exciter.
  • the present invention is intended to achieve the above object by devising the structure of the base plate.
  • the piezoelectric exciter according to the present invention is A beam in which a piezoelectric element is fixed to the upper surface and / or lower surface of a shim formed in a flat plate shape, a beam support member that supports the beam in a cantilever shape, and a state in contact with the lower surface of the beam support member
  • a piezoelectric exciter comprising a base plate fixed to the beam support member and configured to be attached to an excitation panel on a lower surface of the base plate;
  • the base plate has a substantially U-shaped cross-sectional shape having a pair of left and right side walls rising on both the left and right sides of the beam support member, and the beam of the beam is maintained while maintaining the substantially U-shaped cross-sectional shape. It is formed so as to extend to the middle position of the beam toward the free end side.
  • the terms indicating the direction such as “upper surface” and “lower surface” are used for convenience to clarify the positional relationship between the members constituting the piezoelectric exciter.
  • the directionality when actually using the mold exciter is not limited.
  • “maintaining the substantially U-shaped cross-sectional shape” does not necessarily require that the same cross-sectional shape is maintained, and the range in which the base plate can be configured as a substantially rigid body over its entire length. If it is inside, you may be comprised so that the height of a pair of side wall of right and left may change.
  • a base plate is fixed to a beam supporting member that supports a beam in a cantilever shape while being in contact with the lower surface thereof.
  • the base plate has a substantially U-shaped cross-sectional shape having a pair of left and right side walls that rise on both the left and right sides of the beam support member, and Since the substantially U-shaped cross-sectional shape is maintained so as to extend to the middle position of the beam toward the free end of the beam, the following operational effects can be obtained.
  • the base plate is not disposed only in the portion where the beam support member is located, and extends to the middle position of the beam to the free end side of the beam as a substantially rigid body while maintaining the substantially U-shaped cross-sectional shape. Therefore, even if the input voltage to the piezoelectric exciter increases and the vibration force thereof increases, the stress does not concentrate on the end of the base plate on the free end side. Therefore, it is possible to prevent the base plate from floating from the excitation panel at the end on the free end side. As a result, it is possible to prevent variation in vibration characteristics due to reaction force loss from the excitation panel, and the effective length of the beam is apparently increased due to the rise of the end of the base plate. As a result, it is possible to prevent the minimum resonance frequency F0 from being lowered as the vibration force is increased and the desired vibration characteristics cannot be obtained.
  • the base plate configured as a substantially rigid body extends only to the middle position of the beam, the possibility of the free end of the base plate coming into contact with the base plate due to the vibration of the beam can be reduced. Therefore, the generation of abnormal noise can be effectively suppressed. Further, when the user presses the excitation panel with a finger or the like, the tactile sensation may be uncomfortable, or the excitation panel is strongly pressed, so that the base plate is separated from the excitation panel at both ends in the longitudinal direction. The possibility of peeling off can be eliminated.
  • the position of the edge on the free end side of the base plate is not particularly limited as long as it is in the middle of the beam, but the edge on the free end side of the beam support member is not particularly limited. If the position is set to a position within a range of 1 ⁇ 4 to 3 ⁇ 4 of the length from the position to the free end of the beam, the above-described effects can be ensured.
  • the specific configuration of the stopper is not particularly limited, but a pair of left and right lateral claws extending substantially along a horizontal plane from the upper end edges of the pair of left and right side walls in the base plate toward each other. If a stopper is comprised by a part, the length of each of these horizontal claw parts can be set up comparatively freely, and thereby the function as a stopper can be exhibited reliably.
  • the stopper is constituted by a pair of left and right vertical claws extending substantially along the vertical plane in a direction approaching each other from the edges on the free end side of the pair of left and right side walls in the base plate, These vertical claws can be configured to abut only against the shim, thereby preventing damage to the piezoelectric element.
  • a piezoelectric exciter is provided.
  • the cushion member can be brought into contact with the printed circuit board or the cover member, and the beam is damaged by the buffering action. Can be effectively prevented.
  • the beam has a maximum amplitude at a position in the longitudinal direction.
  • an over-amplitude is formed at the intermediate position in the longitudinal direction of the beam by forming a protrusion projecting upward on the end portion on the free end side of the bottom wall of the base plate extending to the intermediate position of the beam. It is possible to bring the beam into contact with the protrusion before the occurrence of the occurrence, thereby reducing the possibility of the beam being damaged.
  • the protrusion is configured to be elastically deformable from the viewpoint of preventing damage to the beam.
  • a pair of left and right guide walls protruding toward the free end side along a pair of left and right side walls of the base plate are formed at both left and right end portions of the free end side edge of the beam support member.
  • the beam support member is configured to be bonded and fixed to each side wall of the base plate at each guide wall, the following operational effects can be obtained.
  • FIG. 1 is a side view showing a piezoelectric exciter according to an embodiment of the present invention arranged in an upward direction
  • FIG. 2 is a plan view thereof.
  • II-II sectional detail view of Fig. 1 (b) Detailed sectional view taken along line III-III in FIG.
  • (A) is a sectional side view showing the main part of the piezoelectric exciter according to the second modified example of the above-described embodiment, and (b) is a sectional view taken along the line bb of (a).
  • (A1) is a side view showing a conventional example in use
  • (a2) is a side view showing its operation
  • (b) is a side view showing another conventional example in use.
  • (A) is a graph showing the proper vibration characteristics of the piezoelectric exciter
  • (b) is a graph showing the vibration characteristics of the conventional example.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing a piezoelectric exciter 10 according to an embodiment of the present invention arranged in an upward direction, where FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a plan view.
  • 2 is a detailed sectional view taken along the line II-II in FIG. 1B
  • FIG. 3 is a detailed sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the piezoelectric exciter 10 as seen from obliquely above
  • FIG. 5 is a perspective view showing the piezoelectric exciter 10 as seen from obliquely above after being disassembled into main components.
  • the piezoelectric exciter 10 includes a bimorph beam 20 in which piezoelectric elements 24 are respectively fixed to upper and lower surfaces of a shim 22 formed in a flat plate shape, and the beam 20. Are supported in a cantilever shape, and a base plate 40 fixed to the beam support member 30 in contact with the lower surface of the beam support member 30.
  • the piezoelectric exciter 10 is used in a state in which the lower surface of the base plate 40 is attached to an excitation panel 2 such as a touch panel of a liquid crystal display by sticking or the like. At this time, the piezoelectric exciter 10 is configured such that, when a voltage is applied to the piezoelectric element 24, the beam 20 bends and vibrates up and down, thereby vibrating the excitation panel 2.
  • the shim 22 of the beam 20 is a metal plate such as a stainless steel plate having a rectangular outer shape in plan view, and has a longitudinal dimension of about 30 to 40 mm (for example, about 35 mm) and a width direction of 3 to 6 mm.
  • the thickness is set to a value of about (for example, about 5 mm) and the thickness is about 0.2 to 0.4 mm (for example, about 0.3 mm).
  • the shim 22 has one end portion in the longitudinal direction embedded and fixed to the beam support member 30 by insert molding, whereby the beam 20 is cantilevered. At this time, the upper surface of the base end portion 22b of the shim 22 is partially exposed from the beam support member 30, and the exposed portion constitutes the first terminal of the piezoelectric exciter 10.
  • the pair of upper and lower piezoelectric elements 24 is attached to the exposed portions of the shim 22 from the beam support member 30 on both upper and lower surfaces.
  • Each of these piezoelectric elements 24 has a rectangular outer shape that is slightly smaller than the shim 22 in plan view. That is, with respect to the longitudinal direction of each of these piezoelectric elements 24, the free end of the beam 20 (from the position of the edge 30 a of the beam support member 30 on the free end side (hereinafter simply referred to as “free end side”) of the beam 20. Specifically, it is formed in a region between the vicinity of the edge 22 a) of the shim 22, and is formed in a region within a range slightly narrower than the shim 22 in the width direction.
  • Each of these piezoelectric elements 24 has a thickness set to a value of about 0.2 to 0.4 mm (for example, about 0.3 mm).
  • metal foils 26 are attached to the upper surface of the piezoelectric element 24 positioned on the upper side and the lower surface of the piezoelectric element 24 positioned on the lower side over the entire range.
  • the metal foil 26 is made of a metal material having high hardness such as stainless steel or 42 nickel alloy, and the thickness thereof is set to a value of about 0.02 to 0.04 mm (for example, about 0.03 mm). .
  • the beam support member 30 is configured as a resin molded product formed using the shim 22 as an insert.
  • the thickness of the beam support member 30 is set to a value of about 1.5 to 2.5 mm (for example, about 1.9 mm), and the upper and lower surfaces of the beam support member 30 are approximately equidistant from the center of the thickness of the shim 22. Formed in position.
  • the edge 30a on the free end side of the beam support member 30 is formed in a vertical plane shape, but the left and right ends of the edge 30a have a trapezoidal shape that tapers toward the free end side.
  • a pair of left and right guide walls 30b are formed.
  • the beam support member 30 is formed with a groove portion 30c extending in the longitudinal direction, and a U-shaped pin 60 is fitted into the groove portion 30c from the base end side of the beam support member 30. ing.
  • the pair of open ends of the pin 60 is electrically fixed to the pair of upper and lower metal foils 26 of the beam 20 by solder 62.
  • the pin 60 constitutes a second terminal of the piezoelectric exciter 10.
  • the base plate 40 has a bottom wall 42 extending in the horizontal direction along the lower surface of the beam support member 30 and a pair of left and right side surfaces rising from the bottom wall 42 in the vertical direction along both side walls on the left and right sides of the beam support member 30. It has a wall 44 and has an angular U-shaped cross section.
  • the base plate 40 is formed by bending a metal plate such as a stainless steel plate having a thickness of about 0.05 to 0.2 mm (for example, about 0.1 mm).
  • caulking claws 40c are formed in the vicinity of the base end edge (that is, the end opposite to the end on the free end side) in the pair of left and right side walls 44, respectively.
  • the base plate 40 has a bottom wall 42 in contact with the lower surface of the beam support member 30, and the pair of right and left caulking claws 40 c are caulked from the left and right sides with respect to the upper surface of the beam support member 30. It is fixed to the support member 30.
  • the pair of left and right side walls 44 of the base plate 40 are formed at a relatively lower height on the base end side than the pair of left and right caulking claws 40c, but are more free than the pair of right and left caulking claws 40c. On the end side, it is formed with a relatively high height. Specifically, on the base end side of the pair of right and left caulking claws 40c, the upper end edge 44b of each side wall 44 is formed at substantially the same height as the lower surface of the shim 22, while the pair of left and right pairs On the free end side with respect to the crimping claw 40 c, the upper end edge 44 a of each side wall 44 is formed at substantially the same height as the upper surface of the beam support member 30.
  • the base plate 40 is formed with a lateral claw portion 40b at the end portion on the free end side of the pair of left and right side walls 44, respectively.
  • the pair of left and right lateral claws 40b are formed so as to bend substantially at right angles from the upper end edges of the pair of left and right side walls 44 toward each other and extend substantially along the horizontal plane.
  • each of the horizontal claw portions 40 b is formed so that the upper surface thereof is substantially flush with the upper edge of each side wall 44.
  • the pair of left and right lateral claws 40b function as a stopper that comes into contact with the beam 20 when the beam 20 is bent upward by a predetermined amount or more.
  • a protrusion 40d protruding upward is formed at the free end of the bottom wall 42 of the base plate 40.
  • the projecting portion 40 d is configured by stepping up and deforming the center portion in the width direction of the end portion on the free end side of the bottom wall 42 so as to be increased by substantially the plate thickness of the base plate 40.
  • the beam support member 30 is bonded and fixed to each of the pair of left and right side walls 44 in the base plate in each of the pair of left and right guide walls 30b. This bonding and fixing is performed, for example, by injecting an adhesive 64 between each guide wall 30b and each side wall 44 after the base plate 40 is caulked and fixed to the beam support member 30.
  • a flat cushion member 50 is attached to the upper surface of the beam 20 by bonding or the like in a region from the vicinity of the edge on the free end side of the base plate 40 to the vicinity of the free end of the beam 20.
  • the cushion member 50 has a rectangular outer shape that is slightly narrower than the piezoelectric element 24 in plan view.
  • the cushion member 50 has a thickness set to a value of about 0.4 to 0.6 mm (for example, about 0.5 mm).
  • a base plate 40 is fixed to a beam support member 30 that supports the beam 20 in a cantilever shape in contact with the lower surface thereof.
  • the base plate 40 has a substantially U-shaped cross-sectional shape including a pair of left and right side walls 44 that rise on both the left and right sides of the beam support member 30.
  • the base plate 40 is not disposed only in the portion where the beam support member 30 is located, but is maintained as a substantially rigid body while maintaining a substantially U-shaped cross-sectional shape, to the free end side of the beam 20. Since it extends to an intermediate position, even if the input voltage to the piezoelectric exciter 10 increases and the vibration force increases, stress does not concentrate on the end of the base plate 40 on the free end side. . Therefore, it is possible to prevent the base plate 40 from floating from the excitation panel 2 at the end portion on the free end side. As a result, it is possible to prevent variation in vibration characteristics due to reaction force loss from the excitation panel 2, and the effective length of the beam 20 is apparent due to lifting of the end of the base plate 40. It becomes possible to prevent the minimum resonance frequency F0 from being lowered as the vibration force is increased due to the increase in length and the desired vibration characteristics from being obtained.
  • the base plate 40 configured as a substantially rigid body extends only to the middle position of the beam 20, the possibility of the free end of the base plate 40 coming into contact with the base plate 40 due to the vibration of the beam 20 is reduced. This can effectively suppress the generation of abnormal noise.
  • the base plate 40 may be excited at both ends in the longitudinal direction due to the possibility that the tactile sensation may be uncomfortable or the excitation panel 2 is strongly pressed. The possibility of peeling from the panel 2 can be eliminated.
  • the desired vibration characteristics are ensured without causing any abnormal use in the state of being attached to the excitation panel 2. can do.
  • the pair of left and right side walls 44 are formed so as to extend above the center of the thickness of the shim 22 at the position of the edge 30a on the free end side of the beam support member 30. Therefore, the rigidity of the base plate 40 can be sufficiently ensured in the portion where the stress tends to concentrate, and thereby the above-described effects can be further enhanced.
  • the position of the edge 40a on the free end side of the base plate 40 is changed from the position of the edge 30a on the free end side of the beam support member 30 to the free end of the beam 20 (that is, the free end side of the shim 22). Since the length L1 is set within a range of 1 ⁇ 4 to 3 ⁇ 4 with respect to the length L to the end edge 22a), the above-described effects can be ensured.
  • a pair of left and right lateral claws extending substantially along a horizontal plane in the direction of approaching each other from the upper end edges of the pair of left and right side walls 44 at the end on the free end side of the base plate 40. 40b is formed, and when the beam 20 is bent and deformed upward by a predetermined amount or more, the left and right pair of lateral claws 40b are used as stoppers to contact the beam 20, so that the following An effect can be obtained.
  • the stopper is constituted by a pair of left and right side claw portions 40b, the length of each side claw portion 40b can be set relatively freely, thereby ensuring the function as a stopper. It can be demonstrated.
  • each piezoelectric element 24 since the metal foil 26 is adhered to the surface of each piezoelectric element 24, it is possible to prevent the piezoelectric element 24 from being damaged when the beam 20 comes into contact with each lateral claw portion 40b. Can do.
  • a flat cushion member 50 is attached to a region between the vicinity of the edge 40a on the free end side of the base plate 40 and the vicinity of the free end of the beam 20 on the upper surface of the beam 20. Therefore, when a portable terminal incorporating the piezoelectric exciter 10 receives an external impact, the cushion member 50 can be brought into contact with the printed circuit board, the cover member, etc. This can effectively prevent the beam 20 from being damaged.
  • the beam 20 depending on the vibration mode (specifically, in the second-order or third-order vibration mode), the beam 20 generates a maximum amplitude at an intermediate position in the longitudinal direction.
  • a projection 40d protruding upward is formed at the end on the free end side of the bottom wall 42 of the base plate 40 extending to the middle position of the beam 20, so that the beam 20 is halfway in the longitudinal direction.
  • the beam 20 can be brought into contact with the protrusion 40d before an excessive amplitude is generated at the position, thereby reducing the possibility of the beam 20 being damaged.
  • Such an effect can also be achieved by the pair of left and right lateral claw portions 40b configured as stoppers coming into contact with the beam 20 before an excessive amplitude occurs at a midway position in the longitudinal direction of the beam 20. Obtainable.
  • a pair of left and right guides projecting toward the free end along the pair of left and right side walls 44 of the base plate 40 at the left and right ends of the edge 30a on the free end side of the beam support member 30.
  • the walls 30b are formed, and the beam support members 30 are bonded and fixed to the side walls 44 of the base plate 40 at the guide walls 30b. Therefore, the following operational effects can be obtained.
  • each guide wall 30b of the beam support member 30 and each side wall 44 of the base plate 40 are bonded and fixed, stress generated intensively at the end portion on the free end side of the base plate 40 is reduced. It can be dispersed in the protruding direction of the guide wall 30b. As a result, the beam support member 30 can be maintained in close contact with the bottom wall 42 of the base plate 40, so that the lowest resonance frequency F0 can be more reliably reduced as the vibration force increases. Can be blocked.
  • the upper end edge 44 a on the side of the side wall 44 of the base plate 40 which is closer to the free end than the caulking claw 40 c, is formed to extend in the horizontal direction at substantially the same height as the upper surface of the beam support member 30.
  • the base plate 40 can be maintained as a substantially rigid body and extend to the middle position of the beam 20 toward the free end of the beam 20, the weight of the base plate 40 can be reduced, and The same effect as the embodiment can be obtained.
  • the beam 20 is configured as a bimorph type beam.
  • the same operational effects as in the case of the above embodiment are provided. Can be obtained.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a main part of the piezoelectric exciter 110 according to this modification.
  • the piezoelectric exciter 110 according to the present modification has the same basic configuration as that of the above embodiment, but the configuration of the stopper formed on the base plate 140 is the above embodiment. It is different from the case of.
  • the stoppers that come into contact with the beam 20 are formed on the pair of left and right side walls 144 at the edge 140 a on the free end side of the base plate 140. It is composed of a pair of left and right vertical claws 140b that are bent at a substantially right angle from the upper end toward each other and extend substantially along the vertical plane.
  • each of the vertical claw portions 140b contact only the shim 22 with respect to the beam 20 and thereby damage the piezoelectric element 24 in advance. Can be prevented.
  • FIG. 7A and 7B are views showing the piezoelectric exciter 210 according to the present modified example arranged in an upward direction, where FIG. 7A is a cross-sectional side view of the main part, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line bb.
  • the piezoelectric exciter 210 is the same in the basic configuration as in the above embodiment, but the configuration of the protrusion 240d formed on the base plate 240 is the above. This is different from the case of the embodiment.
  • a protruding portion 240d that protrudes upward is formed at the free end of the bottom wall 242 of the base plate 240.
  • the protruding portion 240d is an end of the bottom wall 242.
  • the center portion in the width direction is cut and raised over a predetermined length from the end edge 240a on the free end side, and is formed in a cantilever shape by stepping up so as to be increased by approximately the plate thickness of the base plate 240. Yes.
  • the beam 20 can be brought into contact with the protrusion 240d before an excessive amplitude is generated at a midway position in the longitudinal direction of the beam 20, and at that time Since the protrusion 240d can be bent and elastically deformed, the possibility that the beam 20 is damaged can be effectively reduced.
  • Excitation Panel 10 110, 210 Piezoelectric Exciter 20 Beam 22 Shim 22a, 30a, 40a, 140a, 240a Free End Edge 22b Base End 24 Piezoelectric Element 26 Metal Foil 30 Beam Support Member 30b Guide Wall 30c Groove 40, 140, 240 Base plate 40b Lateral claw part (stopper) 40c Caulking claw 40d, 240d Protruding part 42, 242 Bottom wall 44, 144 Side wall 44a, 44b Upper edge 50 Cushion member 60 Pin 62 Solder 64 Adhesive 140b Vertical claw part (stopper)

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)

Abstract

　片持ち梁状のビームを備えた圧電型エキサイタにおいて、励振用パネルへの取付状態での使用に異常を来たすことなく所期の振動特性を確保する。ビーム２０を片持ち梁状に支持するビーム支持部材３０に対して、ベースプレート４０が、その下面に接触した状態で固定された構成とする。その際、ベースプレート４０は、ビーム支持部材３０の左右両側において立ち上がる左右１対の側面壁４４を備えた略Ｕ字形の断面形状を有し、かつ、この断面形状を維持したままビーム２０の自由端側へその途中位置まで延びるように形成された構成とする。これにより、振動力が増大しても、ベースプレート４０における自由端側の端部に応力が集中しないようにする一方、ビーム２０の自由端がベースプレート４０に当接する可能性を低くし、また、励振用パネル２を押圧したときの触感に違和感が生じたり、ベースプレート４０が剥離してしまうおそれをなくす。

Description

圧電型エキサイタ
　本願発明は、励振用パネル（例えば液晶ディスプレイのタッチパネル等）を振動させるために、この励振用パネルに取り付けられた状態で使用される圧電型エキサイタに関するものであり、特に、片持ち梁状のビームを備えた圧電型エキサイタに関するものである。
　従来より、液晶ディスプレイを備えた携帯用端末等において、そのスピーカとして、液晶ディスプレイのタッチパネルを振動させるように構成されたものが知られている。そして、そのスピーカを駆動するためのアクチュエータとして、片持ち梁状のビームを備えた圧電型エキサイタが知られている。
　このような圧電型エキサイタの構成としては、平板状に形成されたシムの上面および／または下面に圧電素子が固定されてなるビームと、このビームを片持ち梁状に支持するビーム支持部材と、このビーム支持部材の下面に接触した状態でこれに固定されたベースプレートとを備えたものが広く知られている。
　この圧電型エキサイタは、そのベースプレートの下面において励振用パネルに貼着等により取り付けられた状態で、圧電素子に電圧が印加されることにより、ビームが上下に撓んで振動し、これによりタッチパネルを振動させるように構成されている。
　「特許文献１」には、このような圧電型エキサイタにおけるベースプレートの構成として、ビーム支持部材の左右両側において立ち上がる左右１対の側面壁を備えた略Ｕ字形の断面形状を有しており、かつ、この略Ｕ字形の断面形状を維持したままビームの自由端まで延びるように形成された構成が記載されている。
特開２０１１－１２９９７１号公報
　図８は、従来の圧電型エキサイタを使用状態（すなわち上下反転させて励振用パネル２の下面に取り付けた状態）で示す側面図である。
　圧電型エキサイタの構成として、図８（ａ１）に示すように、ビーム１０２の基端部を支持するビーム支持部材１０４が位置している部分にのみベースプレート１０６が配置された構成となっている場合には、次のような問題がある。
　すなわち、図８（ａ２）に示すように、圧電型エキサイタへの入力電圧が増大してその振動力が増大すると、励振用パネル２に取り付けられたベースプレート１０６におけるビーム１０２の自由端側の端部１０６ａに応力が集中してしまう。このため、ベースプレート１０６は、その自由端側の端部１０６ａにおいて励振用パネル２の下面から浮き上がってしまい、励振用パネル２からの所期の反力が得られなくなってしまう。そして、このような反力ロスが生じると、振動特性にバラツキが生じてしまうこととなる。なお、図８（ａ２）においては、説明の都合上、ビーム１０２の撓み変形の様子を実際よりも誇張して示している。
　また、ベースプレート１０６の端部１０６ａの浮き上がりによって、ビーム１０２の有効長が、ビーム支持部材１０４における上記自由端側の端縁の位置からビーム１０２の自由端までの長さＬよりも、浮き上がり分の長さα分だけ長いＬ＋αとなってしまう。このため、図９（ａ）に示すように、本来は振動力の大小にかかわらず一定の値に維持されるべき最低共振周波数Ｆ０が、図９（ｂ）に示すように、振動力の増大に伴って低下してしまい、所期の振動特性が得られなくなってしまう。
　これに対し、上記「特許文献１」に記載されているような構成を採用すれば、図８（ｂ）に示すように、励振用パネル２とベースプレート２０６との接触面積をビーム１０２の長手方向に広範囲にわたって確保することができ、かつ、ベースプレート２０６を略剛体として構成することができるので、振動力の増大によってベースプレート１０６の一部に応力が集中してしまうのを未然に防止することが可能となる。
　しかしながら、このようにした場合には、ビーム１０２が振動したとき、その自由端がベースプレート２０６に当接して異音を発生させやすくなってしまう、という問題がある。また、ベースプレート２０６は略剛体として構成されているので、ユーザが指等によって励振用パネル２を押圧したとき、その触感に違和感が生じてしまう、という問題がある。さらに、ユーザの操作により、励振用パネル２が強く押圧されると、この励振用パネル２は撓み変形しようとするが、ベースプレート２０６は略剛体として構成されているので、その長手方向の両端部２０６ａ、２０６ｂにおいて励振用パネル２から剥離してしまうおそれがある、という問題がある。
　本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、片持ち梁状のビームを備えた圧電型エキサイタにおいて、励振用パネルへの取付状態での使用に異常を来たすことなく所期の振動特性を確保することができる圧電型エキサイタを提供することを目的とするものである。
　本願発明は、ベースプレートの構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
　すなわち、本願発明に係る圧電型エキサイタは、
　平板状に形成されたシムの上面および／または下面に圧電素子が固定されてなるビームと、このビームを片持ち梁状に支持するビーム支持部材と、このビーム支持部材の下面に接触した状態で該ビーム支持部材に固定されたベースプレートとを備え、上記ベースプレートの下面において励振用パネルに取り付けられるように構成された圧電型エキサイタにおいて、
　上記ベースプレートが、上記ビーム支持部材の左右両側において立ち上がる左右１対の側面壁を備えた略Ｕ字形の断面形状を有しており、かつ、この略Ｕ字形の断面形状を維持したまま上記ビームの自由端側へ該ビームの途中位置まで延びるように形成されている、ことを特徴とするものである。
　上記構成において、「上面」や「下面」等の方向性を示す用語は、圧電型エキサイタを構成する各部材相互間の位置関係を明確にするために便宜上用いたものであって、これにより圧電型エキサイタを実際に使用する際の方向性が限定されるものではない。
　上記構成において、「この略Ｕ字形の断面形状を維持したまま」とは、必ずしも同一の断面形状を維持したままであることまでは必要とせず、ベースプレートをその全長にわたって略剛体として構成可能な範囲内であれば、左右１対の側面壁の高さが変化するように構成されていてもよい。
　上記構成に示すように、本願発明に係る圧電型エキサイタは、ビームを片持ち梁状に支持するビーム支持部材に対して、その下面に接触した状態でベースプレートが固定されており、このベースプレートの下面において励振用パネルに取り付けられるように構成されているが、上記ベースプレートは、ビーム支持部材の左右両側において立ち上がる左右１対の側面壁を備えた略Ｕ字形の断面形状を有しており、かつ、この略Ｕ字形の断面形状を維持したままビームの自由端側へ該ビームの途中位置まで延びるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
　すなわち、ベースプレートは、ビーム支持部材が位置している部分にのみ配置されているわけではなく、略Ｕ字形の断面形状を維持したまま略剛体としてビームの自由端側へ該ビームの途中位置まで延びているので、圧電型エキサイタへの入力電圧が増大してその振動力が増大しても、ベースプレートにおける上記自由端側の端部に応力が集中してしまうようなことはない。したがって、ベースプレートがその自由端側の端部において励振用パネルから浮き上がってしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより、励振用パネルからの反力ロスによって振動特性にバラツキが生じてしまうのを未然に防止することができ、また、ベースプレートの端部の浮き上がりによって、ビームの有効長が見かけ上長くなってしまうことにより最低共振周波数Ｆ０が振動力の増大に伴って低下し、所期の振動特性が得られなくなってしまうのを未然に防止することができる。
　その際、略剛体として構成されたベースプレートが延びているのは、ビームの途中位置までであるので、ビームの振動によりその自由端がベースプレートに当接してしまう可能性を低くすることができ、これにより異音の発生を効果的に抑制することができる。また、ユーザが指等によって励振用パネルを押圧したとき、その触感に違和感が生じてしまうおそれや、励振用パネルが強く押圧されたことにより、ベースプレートがその長手方向の両端部において励振用パネルから剥離してしまうおそれをなくすことができる。
　このように本願発明によれば、片持ち梁状のビームを備えた圧電型エキサイタにおいて、励振用パネルへの取付状態での使用に異常を来たすことなく所期の振動特性を確保することができる。
　上記構成において、左右１対の側面壁が、ビーム支持部材における上記自由端側の端縁の位置においてシムの板厚中心よりも上方まで延びるように形成された構成とすれば、応力が集中しやすい部分においてベースプレートの剛性を十分に確保することができ、これにより上記作用効果を一層高めることができる。
　上記構成において、ベースプレートにおける上記自由端側の端縁の位置は、ビームの途中位置であればその具体的な位置は特に限定されるものではないが、ビーム支持部材における上記自由端側の端縁の位置からビームの自由端までの長さに対して１／４～３／４の範囲内の長さの位置に設定されたものとすれば、上記作用効果を確実に確保することができる。
　上記構成において、ベースプレートにおける上記自由端側の端部に、ビームが上方側へ所定量以上撓み変形したときに該ビームに当接するストッパが形成された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
　すなわち、圧電型エキサイタが組み込まれた携帯用端末等が落下等により外部衝撃を受けると、そのビームには過大振幅が生じてしまうこととなるが、ビームの途中位置まで延びるベースプレートには、その自由端側の端部にストッパが形成されているので、ビームが上方側へ過大に撓み変形してしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより、携帯用端末等におけるプリント基板やカバー部材等の構成部材にビームが当接して破損してしまうのを未然に防止することができる。また、このような破損が生じるほどには強く当接しないまでも、振動力の増大に伴ってビームがプリント基板やカバー部材等に当接し、これにより異音が発生してしまうのを未然に防止することができる。
　この場合において、ストッパの具体的な構成は特に限定されるものではないが、ベースプレートにおける左右１対の側面壁の上端縁から互いに近づく方向へ向けて水平面に略沿って延びる左右１対の横爪部によってストッパを構成すれば、これら各横爪部の長さを比較的自由に設定することができ、これによりストッパとしての機能を確実に発揮させることができる。
　このようにする代わりに、ベースプレートにおける左右１対の側面壁の上記自由端側の端縁から互いに近づく方向へ向けて鉛直面に略沿って延びる左右１対の縦爪部によってストッパを構成すれば、これら各縦爪部をシムにのみ当接させる構成とすることが可能となり、これにより圧電素子の損傷を未然に防止することができる。
　上記構成において、ビームの上面におけるベースプレートの上記自由端側の端縁の近傍からビームの自由端の近傍までの間の領域に、平板状のクッション部材が取り付けられた構成とすれば、圧電型エキサイタが組み込まれた携帯用端末等が外部衝撃を受けたとき、そのプリント基板やカバー部材等に対してクッション部材を当接させるようにすることができ、その緩衝作用によりビームが破損してしまうのを効果的に防止することができる。
　上記構成において、ベースプレートの底面壁における上記自由端側の端部に、上方側へ突出する突起部が形成された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
　すなわち、ビームの振動モードによっては、ビームは、その長手方向の途中位置において最大振幅が発生することとなる。その際、ビームの途中位置まで延びるベースプレートの底面壁における上記自由端側の端部に、上方側へ突出する突起部が形成された構成としておくことにより、ビームの長手方向の途中位置に過大振幅が発生してしまう前にビームを突起部に当接させるようにすることができ、これによりビームが破損してしまうおそれを軽減することができる。その際、この突起部の構成として、弾性変形可能な構成としておくことが、ビームの破損防止の観点からより好ましい。
　上記構成において、ビーム支持部材における上記自由端側の端縁の左右両端部に、ベースプレートにおける左右１対の側面壁に沿って上記自由端側へ突出する左右１対のガイド壁が形成された構成とした上で、ビーム支持部材がその各ガイド壁においてベースプレートの各側面壁に接着固定された構成とすれば、次のような作用効果を得ることができる。
　すなわち、ビーム支持部材の各ガイド壁とベースプレートの各側面壁とが接着固定された構成とすることにより、ベースプレートにおける上記自由端側の端部に集中的に発生する応力を、両ガイド壁の突出方向に分散させることができる。そしてこれにより、ビーム支持部材をベースプレートに対してその底面壁に密着した状態に維持することができるので、振動力の増大に伴って最低共振周波数Ｆ０が低下してしまうのを、より一層確実に阻止することができる。
（ａ）は、本願発明の一実施形態に係る圧電型エキサイタを上向きに配置した状態で示す側面図、（ｂ）は、その平面図 図１（ｂ）のII－II線断面詳細図 図２のIII－III線断面詳細図 上記圧電型エキサイタを斜め上方から見て示す斜視図 上記圧電型エキサイタを主要構成要素に分解して斜め上方から見て示す斜視図 上記実施形態の第１変形例に係る圧電型エキサイタの要部を示す斜視図 （ａ）は、上記実施形態の第２変形例に係る圧電型エキサイタを上向きに配置した状態で、その要部を示す側断面図、（ｂ）は、（ａ）のｂ－ｂ線断面図 （ａ１）は、従来例を使用状態で示す側面図、（ａ２）は、その作用を示す側面図、（ｂ）は、他の従来例を使用状態で示す側面図 （ａ）は、圧電型エキサイタの適正な振動特性を示すグラフ、（ｂ）は、上記従来例の振動特性を示すグラフ
　以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
　図１は、本願発明の一実施形態に係る圧電型エキサイタ１０を上向きに配置した状態で示す図であって、（ａ）が側面図、（ｂ）が平面図である。また、図２は、図１（ｂ）のII－II線断面詳細図であり、図３は、図２のIII－III線断面詳細図である。さらに、図４は、圧電型エキサイタ１０を斜め上方から見て示す斜視図であり、図５は、圧電型エキサイタ１０を主要構成要素に分解して斜め上方から見て示す斜視図である。
　これらの図に示すように、本実施形態に係る圧電型エキサイタ１０は、平板状に形成されたシム２２の上下両面に圧電素子２４がそれぞれ固定されてなるバイモルフ型のビーム２０と、このビーム２０を片持ち梁状に支持するビーム支持部材３０と、このビーム支持部材３０の下面に接触した状態で該ビーム支持部材３０に固定されたベースプレート４０とを備えた構成となっている。
　そして、この圧電型エキサイタ１０は、そのベースプレート４０の下面において、液晶ディスプレイのタッチパネル等の励振用パネル２に貼着等により取り付けられた状態で用いられるようになっている。その際、この圧電型エキサイタ１０は、その圧電素子２４に電圧が印加されることにより、ビーム２０が上下に撓んで振動し、これにより励振用パネル２を振動させるように構成されている。
　ビーム２０のシム２２は、平面視において長方形の外形形状を有するステンレス鋼板等の金属板であって、その長手方向の寸法が３０～４０ｍｍ程度（例えば３５ｍｍ程度）、幅方向の寸法が３～６ｍｍ（例えば５ｍｍ程度）程度、厚みが０．２～０．４ｍｍ程度（例えば０．３ｍｍ程度）の値に設定されている。
　このシム２２は、その長手方向の一端部が、ビーム支持部材３０にインサート成形により埋設固定されており、これによりビーム２０の片持ち支持が行われるようになっている。その際、このシム２２の基端部２２ｂは、その上面が部分的にビーム支持部材３０から露出しており、この露出部分によって圧電型エキサイタ１０の第１端子が構成されている。
　上下１対の圧電素子２４は、シム２２の上下両面においてビーム支持部材３０から露出している部分に貼着されている。これら各圧電素子２４は、平面視においてシム２２よりもひと回り小さい長方形の外形形状を有している。すなわち、これら各圧電素子２４は、その長手方向に関しては、ビーム支持部材３０におけるビーム２０の自由端側（以下、単に「自由端側」という）の端縁３０ａの位置からビーム２０の自由端（具体的にはシム２２の端縁２２ａ）の近傍までの間の領域に形成されており、その幅方向に関しては、シム２２よりもやや狭い範囲内の領域に形成されている。これら各圧電素子２４は、その厚みが０．２～０．４ｍｍ程度（例えば０．３ｍｍ程度）の値に設定されている。
　そして、上側に位置する圧電素子２４の上面および下側に位置する圧電素子２４の下面には、その全範囲にわたって金属箔２６がそれぞれ貼着されている。この金属箔２６は、ステンレス鋼や４２ニッケル合金等の硬度の高い金属材料により構成されており、その厚みは０．０２～０．０４ｍｍ程度（例えば０．０３ｍｍ程度）の値に設定されている。
　ビーム支持部材３０は、シム２２をインサートとして成形された樹脂成形品として構成されている。このビーム支持部材３０は、その厚みが１．５～２．５ｍｍ程度（例えば１．９ｍｍ程度）の値に設定されており、その上下両面がシム２２の板厚中心に対して略等距離の位置に形成されている。その際、このビーム支持部材３０の自由端側の端縁３０ａは鉛直面状に形成されているが、この端縁３０ａの左右両端部には、自由端側へ向けて先細りとなる台形形状で突出する左右１対のガイド壁３０ｂが形成されている。
　このビーム支持部材３０には、その長手方向に延びる溝部３０ｃが形成されており、この溝部３０ｃには、ビーム支持部材３０の基端部側からＵ字形のピン６０が嵌め込まれるようにして装着されている。このピン６０は、その１対の開放端部がビーム２０の上下１対の金属箔２６にハンダ６２によって導通固定されている。そして、このピン６０によって圧電型エキサイタ１０の第２端子が構成されている。
　ベースプレート４０は、ビーム支持部材３０の下面に沿って水平方向に延びる底面壁４２と、この底面壁４２からビーム支持部材３０の左右両側においてその両側壁面に沿って鉛直方向に立ち上がる左右１対の側面壁４４とで構成されており、角張った略Ｕ字形の断面形状を有している。このベースプレート４０は、板厚０．０５～０．２ｍｍ程度（例えば０．１ｍｍ程度）のステンレス鋼板等の金属板に曲げ加工等を施すことにより形成されている。
　このベースプレート４０には、その左右１対の側面壁４４における基端縁（すなわち自由端側の端縁とは反対側の端縁）の近傍にカシメ爪４０ｃがそれぞれ形成されている。そして、このベースプレート４０は、その底面壁４２をビーム支持部材３０の下面に接触させた状態で、左右１対のカシメ爪４０ｃをビーム支持部材３０の上面に対して左右両側からカシメることによりビーム支持部材３０に固定されるようになっている。
　このベースプレート４０の左右１対の側面壁４４は、左右１対のカシメ爪４０ｃよりも基端縁側においては、比較的低い高さで形成されているが、左右１対のカシメ爪４０ｃよりも自由端側においては、比較的高い高さで形成されている。具体的には、左右１対のカシメ爪４０ｃよりも基端縁側においては、各側面壁４４の上端縁４４ｂがシム２２の下面と略同じ高さで形成されており、一方、左右１対のカシメ爪４０ｃよりも自由端側においては、各側面壁４４の上端縁４４ａがビーム支持部材３０の上面と略同じ高さで形成されている。
　このベースプレート４０は、各側面壁４４の上端縁４４ａがビーム支持部材３０の上面と略同じ高さに位置する略Ｕ字形の断面形状を維持したまま、ビーム２０の自由端側へ該ビーム２０の途中位置まで水平方向に延びるように形成されている。その際、このベースプレート４０における自由端側の端縁４０ｃの位置は、ビーム支持部材３０における自由端側の端縁３０ａの位置からビーム２０の自由端（すなわちシム２２の自由端側の端縁２２ａ）までの長さＬに対して１／４～３／４の範囲内の長さＬ１（例えばＬ１＝２／５×Ｌ程度）の位置に設定されている。
　このベースプレート４０には、その左右１対の側面壁４４における自由端側の端部に、横爪部４０ｂがそれぞれ形成されている。これら左右１対の横爪部４０ｂは、左右１対の側面壁４４の上端縁から互いに近づく方向へ向けて略直角に折れ曲がって水平面に略沿って延びるように形成されている。その際、これら各横爪部４０ｂは、その上面が各側面壁４４の上端縁と略面一になるように形成されている。そして、これら左右１対の横爪部４０ｂは、ビーム２０が上方側へ所定量以上撓み変形したときに該ビーム２０に当接するストッパとして機能するようになっている。
　このベースプレート４０の底面壁４２における自由端側の端部には、上方側へ突出する突起部４０ｄが形成されている。この突起部４０ｄは、底面壁４２における自由端側の端部の幅方向中心部分を、ベースプレート４０の略板厚分だけ高くなるように段上がりで変形させることにより構成されている。
　ビーム支持部材３０は、その左右１対のガイド壁３０ｂの各々においてベースプレートにおける左右１対の側面壁４４の各々に接着固定されている。この接着固定は、例えば、ビーム支持部材３０にベースプレート４０をカシメ固定した後に、各ガイド壁３０ｂと各側面壁４４との間に接着剤６４を注入することにより行われるようになっている。
　ビーム２０の上面には、ベースプレート４０の自由端側の端縁の近傍からビーム２０の自由端の近傍までの間の領域に、平板状のクッション部材５０が貼着等により取り付けられている。このクッション部材５０は、平面視において圧電素子２４よりも僅かに幅の狭い長方形の外形形状を有している。このクッション部材５０は、その厚みが０．４～０．６ｍｍ程度（例えば０．５ｍｍ程度）の値に設定されている。
　次に本実施形態の作用効果について説明する。
　本実施形態に係る圧電型エキサイタ１０は、ビーム２０を片持ち梁状に支持するビーム支持部材３０に対して、その下面に接触した状態でベースプレート４０が固定されており、このベースプレート４０の下面において励振用パネル２に取り付けられるように構成されているが、ベースプレート４０は、ビーム支持部材３０の左右両側において立ち上がる左右１対の側面壁４４を備えた略Ｕ字形の断面形状を有しており、かつ、この略Ｕ字形の断面形状を維持したままビーム２０の自由端側へ該ビーム２０の途中位置まで延びるように形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
　すなわち、ベースプレート４０は、ビーム支持部材３０が位置している部分にのみ配置されているわけではなく、略Ｕ字形の断面形状を維持したまま略剛体としてビーム２０の自由端側へ該ビーム２０の途中位置まで延びているので、圧電型エキサイタ１０への入力電圧が増大してその振動力が増大しても、ベースプレート４０における自由端側の端部に応力が集中してしまうようなことはない。したがって、ベースプレート４０がその自由端側の端部において励振用パネル２から浮き上がってしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより、励振用パネル２からの反力ロスによって振動特性にバラツキが生じてしまうのを未然に防止することができ、また、ベースプレート４０の端部の浮き上がりによって、ビーム２０の有効長が見かけ上長くなってしまうことにより最低共振周波数Ｆ０が振動力の増大に伴って低下し、所期の振動特性が得られなくなってしまうのを未然に防止することができる。
　その際、略剛体として構成されたベースプレート４０が延びているのは、ビーム２０の途中位置までであるので、ビーム２０の振動によりその自由端がベースプレート４０に当接してしまう可能性を低くすることができ、これにより異音の発生を効果的に抑制することができる。また、ユーザが指等によって励振用パネル２を押圧したとき、その触感に違和感が生じてしまうおそれや、励振用パネル２が強く押圧されたことにより、ベースプレート４０がその長手方向の両端部において励振用パネル２から剥離してしまうおそれをなくすことができる。
　このように本実施形態によれば、片持ち梁状のビーム２０を備えた圧電型エキサイタ１０において、励振用パネル２への取付状態での使用に異常を来たすことなく所期の振動特性を確保することができる。
　その際、本実施形態においては、左右１対の側面壁４４が、ビーム支持部材３０における自由端側の端縁３０ａの位置においてシム２２の板厚中心よりも上方まで延びるように形成されているので、応力が集中しやすい部分においてベースプレート４０の剛性を十分に確保することができ、これにより上記作用効果を一層高めることができる。
　また、本実施形態においては、ベースプレート４０における自由端側の端縁４０ａの位置が、ビーム支持部材３０における自由端側の端縁３０ａの位置からビーム２０の自由端（すなわちシム２２の自由端側の端縁２２ａ）までの長さＬに対して１／４～３／４の範囲内の長さＬ１の位置に設定されているので、上記作用効果を確実に確保することができる。
　さらに、本実施形態においては、ベースプレート４０における自由端側の端部に、その左右１対の側面壁４４の上端縁から互いに近づく方向へ向けて水平面に略沿って延びる左右１対の横爪部４０ｂが形成されており、ビーム２０が上方側へ所定量以上撓み変形したとき、これら左右１対の横爪部４０ｂをストッパとしてビーム２０に当接させる構成となっているので、次のような作用効果を得ることができる。
　すなわち、圧電型エキサイタ１０が組み込まれた携帯用端末等が落下等により外部衝撃を受けると、そのビーム２０には過大振幅が生じてしまうこととなるが、ビーム２０の途中位置まで延びるベースプレート４０には、その自由端側の端部にストッパとしての左右１対の横爪部４０ｂが形成されているので、ビーム２０が上方側へ過大に撓み変形してしまうのを未然に防止することができる。そしてこれにより、携帯用端末等におけるプリント基板やカバー部材等の構成部材にビーム２０が当接して破損してしまうのを未然に防止することができる。また、このような破損が生じるほどには強く当接しないまでも、振動力の増大に伴ってビーム２０がプリント基板やカバー部材等に当接し、これにより異音が発生してしまうのを未然に防止することができる。
　その際、左右１対の横爪部４０ｂによってストッパが構成されていることから、これら各横爪部４０ｂの長さを比較的自由に設定することができ、これによりストッパとしての機能を確実に発揮させることができる。
　また、各圧電素子２４の表面には金属箔２６が貼着されているので、各横爪部４０ｂにビーム２０が当接したとき、圧電素子２４が破損してしまうのを未然に防止することができる。
　さらに、本実施形態においては、ビーム２０の上面におけるベースプレート４０の自由端側の端縁４０ａの近傍からビーム２０の自由端の近傍までの間の領域に、平板状のクッション部材５０が取り付けられているので、圧電型エキサイタ１０が組み込まれた携帯用端末等が外部衝撃を受けたとき、そのプリント基板やカバー部材等に対してクッション部材５０を当接させるようにすることができ、その緩衝作用によりビーム２０が破損してしまうのを効果的に防止することができる。
　そして、本実施形態においては、ベースプレート４０の底面壁４２における自由端側の端部に、上方側へ突出する突起部４０ｄが形成されているので、次のような作用効果を得ることができる。
　すなわち、ビーム２０は、振動モードによっては（具体的には２次や３次の振動モードでは）、その長手方向の途中位置において最大振幅が発生することとなる。その際、ビーム２０の途中位置まで延びるベースプレート４０の底面壁４２における自由端側の端部に、上方側へ突出する突起部４０ｄが形成された構成としておくことにより、ビーム２０の長手方向の途中位置に過大振幅が発生してしまう前にビーム２０を突起部４０ｄに当接させるようにすることができ、これによりビーム２０が破損してしまうおそれを軽減することができる。
　なお、このような作用効果は、ビーム２０の長手方向の途中位置に過大振幅が発生してしまう前に、ストッパとして構成された左右１対の横爪部４０ｂがビーム２０に当接することによっても得ることができる。
　また、本実施形態においては、ビーム支持部材３０における自由端側の端縁３０ａの左右両端部に、ベースプレート４０における左右１対の側面壁４４に沿って自由端側へ突出する左右１対のガイド壁３０ｂが形成されており、そして、このビーム支持部材３０は、その各ガイド壁３０ｂにおいてベースプレート４０の各側面壁４４に接着固定されているので、次のような作用効果を得ることができる。
　すなわち、ビーム支持部材３０の各ガイド壁３０ｂとベースプレート４０の各側面壁４４とが接着固定された構成とすることにより、ベースプレート４０における自由端側の端部に集中的に発生する応力を、両ガイド壁３０ｂの突出方向に分散させることができる。そしてこれにより、ビーム支持部材３０をベースプレート４０の底面壁４２に密着した状態に維持することができるので、振動力の増大に伴って最低共振周波数Ｆ０が低下してしまうのを、より一層確実に阻止することができる。
　上記実施形態においては、ベースプレート４０の各側面壁４４におけるカシメ爪４０ｃよりも自由端側の上端縁４４ａが、ビーム支持部材３０の上面と略同じ高さで水平方向に延びるように形成されているものとして説明したが、このようにする代わりに、例えば、上端縁４４ａの位置が自由端側へ向けて徐々に低くなるように形成されたものとすることも可能である。このようにした場合においても、ベースプレート４０を略剛体としてビーム２０の自由端側へ該ビーム２０の途中位置まで延びる構成を維持することができるので、ベースプレート４０の軽量化を図った上で、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
　上記実施形態においては、ビーム２０がバイモルフ型のビームとして構成されている場合について説明したが、モノモルフ型や積層型のビームとして構成されている場合においても、上記実施形態の場合と同様の作用効果を得ることができる。
　次に、上記実施形態の変形例について説明する。
　まず、上記実施形態の第１変形例について説明する。
　図６は、本変形例に係る圧電型エキサイタ１１０の要部を示す斜視図である。
　同図に示すように、本変形例に係る圧電型エキサイタ１１０は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、そのベースプレート１４０に形成されたストッパの構成が上記実施形態の場合と異なっている。
　すなわち、本変形例においては、ビーム２０が上方側へ所定量以上撓み変形したときに該ビーム２０に当接するストッパが、ベースプレート１４０の自由端側の端縁１４０ａにおける左右１対の側面壁１４４の上端部から互いに近づく方向へ向けて略直角に折れ曲がって鉛直面に略沿って延びる左右１対の縦爪部１４０ｂで構成されている。
　本変形例の構成を採用した場合には、これら各縦爪部１４０ｂを、ビーム２０に対してそのシム２２にのみ当接させる構成とすることが可能となり、これにより圧電素子２４の損傷を未然に防止することができる。
　次に、上記実施形態の第２変形例について説明する。
　図７は、本変形例に係る圧電型エキサイタ２１０を上向きに配置した状態で示す図であって、（ａ）が要部側断面図、（ｂ）がそのｂ－ｂ線断面図である。
　同図に示すように、本変形例に係る圧電型エキサイタ２１０は、その基本的な構成については上記実施形態の場合と同様であるが、そのベースプレート２４０に形成された突起部２４０ｄの構成が上記実施形態の場合と異なっている。
　すなわち、本変形例においても、ベースプレート２４０の底面壁２４２における自由端側の端部に、上方側へ突出する突起部２４０ｄが形成されているが、この突起部２４０ｄは、底面壁２４２の端部における幅方向中心部分を、その自由端側の端縁２４０ａから所定長にわたって切り起こして、ベースプレート２４０の略板厚分だけ高くなるように段上がりで片持ち梁状に形成することにより構成されている。
　本変形例の構成を採用した場合には、ビーム２０の長手方向の途中位置に過大振幅が発生してしまう前にビーム２０を突起部２４０ｄに当接させるようにすることができ、しかもその際、この突起部２４０ｄを撓ませて弾性変形させることができるので、ビーム２０が破損してしまうおそれを効果的に軽減することができる。
　なお、上記実施形態および各変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
　２　励振用パネル
　１０、１１０、２１０　圧電型エキサイタ
　２０　ビーム
　２２　シム
　２２ａ、３０ａ、４０ａ、１４０ａ、２４０ａ　自由端側の端縁
　２２ｂ　基端部
　２４　圧電素子
　２６　金属箔
　３０　ビーム支持部材
　３０ｂ　ガイド壁
　３０ｃ　溝部
　４０、１４０、２４０　ベースプレート
　４０ｂ　横爪部（ストッパ）
　４０ｃ　カシメ爪
　４０ｄ、２４０ｄ　突起部
　４２、２４２　底面壁
　４４、１４４　側面壁
　４４ａ、４４ｂ　上端縁
　５０　クッション部材
　６０　ピン
　６２　ハンダ
　６４　接着剤
　１４０ｂ　縦爪部（ストッパ）

Claims (9)

  1. 　平板状に形成されたシムの上面および／または下面に圧電素子が固定されてなるビームと、このビームを片持ち梁状に支持するビーム支持部材と、このビーム支持部材の下面に接触した状態で該ビーム支持部材に固定されたベースプレートとを備え、上記ベースプレートの下面において励振用パネルに取り付けられるように構成された圧電型エキサイタにおいて、
    　上記ベースプレートが、上記ビーム支持部材の左右両側において立ち上がる左右１対の側面壁を備えた略Ｕ字形の断面形状を有しており、かつ、この略Ｕ字形の断面形状を維持したまま上記ビームの自由端側へ該ビームの途中位置まで延びるように形成されている、ことを特徴とする圧電型エキサイタ。
  2. 　上記左右１対の側面壁が、上記ビーム支持部材における上記自由端側の端縁の位置において上記シムの板厚中心よりも上方まで延びるように形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の圧電型エキサイタ。
  3. 　上記ベースプレートにおける上記自由端側の端縁の位置が、上記ビーム支持部材における上記自由端側の端縁の位置から上記ビームの自由端までの長さに対して１／４～３／４の範囲内の長さの位置に設定されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の圧電型エキサイタ。
  4. 　上記ベースプレートにおける上記自由端側の端部に、上記ビームが上方側へ所定量以上撓み変形したときに該ビームに当接するストッパが形成されている、ことを特徴とする請求項１～３いずれか記載の圧電型エキサイタ。
  5. 　上記ストッパが、上記ベースプレートにおける上記左右１対の側面壁の上端縁から互いに近づく方向へ向けて水平面に略沿って延びる左右１対の横爪部で構成されている、ことを特徴とする請求項４記載の圧電型エキサイタ。
  6. 　上記ストッパが、上記ベースプレートにおける上記左右１対の側面壁の上記自由端側の端縁から互いに近づく方向へ向けて鉛直面に略沿って延びる左右１対の縦爪部で構成されている、ことを特徴とする請求項４記載の圧電型エキサイタ。
  7. 　上記ビームの上面における上記ベースプレートの上記自由端側の端縁の近傍から上記ビームの自由端の近傍までの間の領域に、平板状のクッション部材が取り付けられている、ことを特徴とする請求項１～６いずれか記載の圧電型エキサイタ。
  8. 　上記ベースプレートの底面壁における上記自由端側の端部に、上方側へ突出する突起部が形成されている、ことを特徴とする請求項１～７いずれか記載の圧電型エキサイタ。
  9. 　上記ビーム支持部材における上記自由端側の端縁の左右両端部に、上記ベースプレートにおける上記左右１対の側面壁に沿って上記自由端側へ突出する左右１対のガイド壁が形成されており、
    　上記ビーム支持部材が、上記各ガイド壁において上記ベースプレートの各側面壁に接着固定されている、ことを特徴とする請求項１～８いずれか記載の圧電型エキサイタ。
PCT/JP2012/067523 2011-07-26 2012-07-10 圧電型エキサイタ WO2013015107A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201280031930.2A CN103636233A (zh) 2011-07-26 2012-07-10 压电型励磁器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-163671 2011-07-26
JP2011163671A JP2013030846A (ja) 2011-07-26 2011-07-26 圧電型エキサイタ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013015107A1 true WO2013015107A1 (ja) 2013-01-31

Family

ID=47600960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/067523 WO2013015107A1 (ja) 2011-07-26 2012-07-10 圧電型エキサイタ

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2013030846A (ja)
CN (1) CN103636233A (ja)
WO (1) WO2013015107A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2969264A4 (en) * 2013-03-15 2016-11-23 Emo Labs Inc ACOUSTIC TRANSDUCERS HAVING A BEND LIMITATION ELEMENT
US20170257706A1 (en) * 2014-11-21 2017-09-07 Tokin Corporation Sound generating unit and electronic device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10873804B2 (en) * 2019-02-28 2020-12-22 Google Llc Reinforced actuators for distributed mode loudspeakers

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007074062A (ja) * 2005-09-05 2007-03-22 Citizen Electronics Co Ltd パネル型スピーカ用エキサイタ及びパネル型スピーカ
JP2011129971A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 Authentic Ltd 撓み振動型アクチュエータ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007074062A (ja) * 2005-09-05 2007-03-22 Citizen Electronics Co Ltd パネル型スピーカ用エキサイタ及びパネル型スピーカ
JP2011129971A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 Authentic Ltd 撓み振動型アクチュエータ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2969264A4 (en) * 2013-03-15 2016-11-23 Emo Labs Inc ACOUSTIC TRANSDUCERS HAVING A BEND LIMITATION ELEMENT
US20170257706A1 (en) * 2014-11-21 2017-09-07 Tokin Corporation Sound generating unit and electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013030846A (ja) 2013-02-07
CN103636233A (zh) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1793648B1 (en) Speaker
US10972840B2 (en) Speaker
WO2012161061A1 (ja) 触覚提示装置
KR20160149284A (ko) 액추에이터 구조체 및 이것으로부터 이격된 멤브레인을 구비하는 멤스 라우드스피커
US8247954B2 (en) Electronic component device and method for manufacturing the same
JP4735405B2 (ja) スピーカ用ダンパーとそれを用いたスピーカ
JP5195895B2 (ja) 圧電発音部品
US8633632B2 (en) Vibration actuator and method for manufacturing the same
JP4626462B2 (ja) スピーカ
WO2013015107A1 (ja) 圧電型エキサイタ
TW201121339A (en) Flexing vibration type actuator and touch panel with tactility feedback function using the same
US20170257706A1 (en) Sound generating unit and electronic device
JP5706796B2 (ja) 動電型エキサイタ
JP2011129971A (ja) 撓み振動型アクチュエータ
JP4618116B2 (ja) スピーカ
JP6813423B2 (ja) 電気機械変換器
JP6858088B2 (ja) アクチュエータ
JP4569477B2 (ja) スピーカ
JP2013229800A (ja) 圧電型エキサイタ
US10986448B2 (en) Sound vibration actuator
JP4633422B2 (ja) 圧電型振動素子
JP2007216096A (ja) 圧電型撓み振動エキサイタ
JP6288387B2 (ja) 振動装置および触覚提示装置
JP3155810U (ja) 振動吸収構造体
JP2007088674A (ja) スピーカ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12817439

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12817439

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1