WO2020170937A1 - 振動装置及びその製造方法 - Google Patents

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池田　和之
健司 加賀山
正護 床井
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株式会社村田製作所
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    • H04R31/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of transducers or diaphragms therefor

Definitions

  • the present invention relates to a vibration device and a manufacturing method thereof.
  • the vibration device has been widely used as a notification device for propagating vibration to the outside, an audio device, and the like.
  • the vibrating device may be used for both the purpose of propagating vibration and the purpose of producing sound.
  • Patent Document 1 below discloses an example of a vibration device.
  • a piezoelectric vibrating plate is housed in a case.
  • Insert terminals are connected to the piezoelectric diaphragm.
  • the insert terminals are exposed outside the case and reach the side and bottom surfaces of the case.
  • the portion located on the bottom surface of the insert terminal is joined to the outside by soldering.
  • An object of the present invention is to provide a vibration device and a manufacturing method thereof, which can increase productivity, reliability, and vibration efficiency.
  • a vibrating device includes a vibrating plate having a vibrating portion and a fixed portion, a vibrator provided on the vibrating portion, and a fixed electrode, and the fixed portion extends in different directions. And a fixed electrode having a second side portion, the diaphragm and the fixed electrode being an integral member, the vibrating portion extending from the first side portion, and the fixed electrode from the second side portion. Is extended.
  • a method of manufacturing a vibrating device includes a fixed electrode portion, a vibrating plate portion including a vibrating portion and a fixed portion, and the fixed electrode portion and the vibrating plate portion are integrated members.
  • the method includes a step of preparing a plate member and a step of providing a vibrator.
  • FIG. 1 is a perspective view of a vibrating device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the diaphragm and the fixed electrode according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of the first piezoelectric vibrator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the vibrating device according to the first embodiment of the present invention with the lid part seen through.
  • FIG. 6 is a side view of the mass addition member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a first plate member used for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view for explaining an example of the method for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is a perspective view for explaining an example of the method for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a perspective view for explaining an example of the method for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a second plate member used for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view for explaining an example of the method of manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 13 is a perspective view for explaining an example of the method for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 14 is a perspective view for explaining an example of the method for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the vicinity of the power supply electrode of the vibration device according to the second embodiment of the present invention.
  • 16 is a perspective view of the portion shown in FIG. 15 with the lid portion omitted.
  • FIG. 1 is a perspective view of a vibrating device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • the vibration device 1 has a housing 2. As shown in FIG. 2, the vibrating device 1 has a diaphragm 6, and the housing 2 houses the diaphragm 6.
  • the housing 2 has a base portion 3, a side wall portion 4 provided on the base portion 3, and a lid portion 5 provided on the side wall portion 4.
  • Sidewall 4 is frame-shaped. More specifically, the side wall portion 4 includes a first opening end surface 4a and a second opening end surface 4b facing each other, and four outer surfaces connected to the first opening end surface 4a and the second opening end surface 4b. With sides. In the present embodiment, the four outer surfaces are the first outer surface 4c, the second outer surface 4d, the third outer surface 4e, and the fourth outer surface 4f.
  • the lid portion 5 is arranged so as to close the side wall portion 4 on the side of the first opening end face 4a.
  • the base portion 3 is arranged so as to close the side wall portion 4 on the side of the second opening end face 4b.
  • the base portion 3 has a bottom surface 3b.
  • the shape of the housing 2 is a substantially rectangular parallelepiped in this embodiment. The shape of the housing 2 is not limited to the above.
  • the housing 2 is made of an appropriate synthetic resin.
  • the synthetic resin include LCP (liquid crystal polymer), PEEK (polyether ether ketone), and PPS (polyphenylene sulfide). Different materials may be used for the base portion 3, the side wall portion 4, and the lid portion 5 of the housing 2.
  • the fixed electrode 17A, the fixed electrode 17B, the fixed electrode 17C, and the fixed electrode 17D are provided so as to reach the outer surface of the side wall portion 4 and the bottom surface 3b of the base portion 3.
  • the fixed electrodes 17A to 17D are fixed to the outside by, for example, soldering. More specifically, for example, the fixed electrodes 17A to 17D are joined to the mounting substrate. In this case, the vibration of the vibration device 1 propagates to the outside via the fixed electrodes 17A to 17D and the housing 2.
  • FIG. 3 is a perspective view of a diaphragm and a fixed electrode according to the first embodiment of the present invention.
  • the diaphragm 6 has a first vibrating portion 8 and a second vibrating portion 9. Further, the diaphragm 6 has a fixed portion 7.
  • the fixed portion 7 is fixed to the side wall portion 4 of the housing 2.
  • the fixed portion 7 has a frame shape. More specifically, the fixed portion 7 has a first side portion 7A, a second side portion 7B, a third side portion 7C, and a fourth side portion 7D.
  • the second side portion 7B and the fourth side portion 7D extend in a direction orthogonal to the first side portion 7A and face each other.
  • the third side portion 7C extends in the same direction as the first side portion 7A and faces the first side portion 7A.
  • the directions in which the first side portion 7A and the second side portion 7B extend differ by 90 degrees.
  • the direction in which each of the third side portion 7C and the fourth side portion 7D extends differs by 90 degrees.
  • the angle formed by the first side portion 7A and the second side portion 7B is not limited to 90 degrees, and the angle formed by the third side portion 7C and the fourth side portion 7D is also 90 degrees.
  • the first outer surface 4c shown in FIG. 2 is located near the first side portion 7A
  • the second outer surface 4d is located near the second side portion 7B
  • the third outer surface 4e is located near the second side surface 7B. It is located near the third side portion 7C
  • the fourth outer side surface 4f is located near the fourth side portion 7D.
  • the first vibrating portion 8 extends from the first side portion 7A
  • the second vibrating portion 9 extends from the third side portion 7C.
  • Each of the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9 has a cantilever structure having a free end. It should be noted that the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9 are not connected to the second side portion 7B and the fourth side portion 7D.
  • the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9 are arranged point-symmetrically with the center of the inner circumference of the fixed portion 7 as a symmetry point.
  • the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9 overlap each other when viewed from a direction parallel to the extending direction of the first side portion 7A.
  • the plan view refers to viewing from the lid portion 5 side.
  • the arrangement of the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9 is not limited to the above. However, by disposing the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9 as in the present embodiment, it is possible to increase the displacement of vibration and enhance the stability of vibration.
  • the first vibrating portion 8 has a first main surface 8a and a second main surface 8b that face each other.
  • the first main surface 8a is located on the lid 5 side of the housing 2, and the second main surface 8b is located on the base 3 side.
  • the 2nd vibration part 9 has the 1st main surface 9a and the 2nd main surface 9b which oppose.
  • the first main surface 9a is located on the lid 5 side of the housing 2, and the second main surface 9b is located on the base 3 side.
  • the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9 and the fixed portion 7 are located on the same plane.
  • the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9 include a portion located closer to the base portion 3 than the fixed portion 7. Good.
  • the first vibrating portion 8 of this embodiment has a plate-shaped portion 8c and a connecting portion 8d.
  • the plate portion 8c has a rectangular plate shape, and the connection portion 8d has a meandering shape.
  • One end of the connecting portion 8d is connected to the plate-shaped portion 8c, and the other end of the connecting portion 8d is connected to the fixed portion 7. In this way, the plate-shaped portion 8c is connected to the fixed portion 7 via the connecting portion 8d.
  • the second vibrating portion 9 has a plate-shaped portion 9c and a connecting portion 9d.
  • the plate portion 9c has a rectangular plate shape, and the connection portion 9d has a meandering shape.
  • connection portion 9d One end of the connecting portion 9d is connected to the plate-shaped portion 9c, and the other end of the connecting portion 9d is connected to the fixed portion 7.
  • the plate-shaped portion 9c is connected to the fixed portion 7 via the connecting portion 9d.
  • the connecting portions 8d and 9d have a meandering shape, it is possible to reduce the influence of stress applied to the vicinity of the connecting portion 8d and the vicinity of the connecting portion 9d during vibration, and it is possible to improve the vibration efficiency.
  • the connecting portion 8d and the connecting portion 9d act as springs to relieve the stress applied by the mechanical shock. You can Therefore, the shock resistance of the vibration device 1 can be improved.
  • both the plate-shaped portion 8c and the connecting portion 8d have a rectangular plate shape, and may constitute, for example, one rectangular plate-shaped first vibrating portion 8.
  • Both the plate-shaped portion 9c and the connecting portion 9d have a rectangular plate shape, and may constitute, for example, one rectangular plate-shaped second vibrating portion 9.
  • the diaphragm 6 includes the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9, but the diaphragm 6 may have at least one vibrating portion.
  • the fixed electrode 17A and the fixed electrode 17B extend from the second side 7B of the fixed portion 7.
  • the fixed electrode 17C and the fixed electrode 17D extend from the fourth side portion 7D of the fixed portion 7.
  • the diaphragm 6 and the fixed electrodes 17A to 17D are integrated members.
  • the diaphragm 6 is a conductive member made of the same material as the fixed electrodes 17A to 17D.
  • the second side portion 7B has a portion that passes through the inside of the side wall portion 4 and reaches the fixed electrode 17A and the fixed electrode 17B.
  • the fixed electrode 17A and the fixed electrode 17B extend from the second side portion 7B in parallel with the normal direction of the first main surface 8a of the first vibrating portion 8.
  • the fourth side portion 7D has a portion that passes through the inside of the side wall portion 4 and reaches the fixed electrode 17C and the fixed electrode 17D.
  • the fixed electrode 17C and the fixed electrode 17D extend from the fourth side portion 7D in parallel with the normal direction of the first main surface 9a of the second vibrating portion 9.
  • the first principal surface 8a of the first vibrating portion 8, the first principal surface 9a of the second vibrating portion 9, the first side portion 7A to the fourth side portion 7D are located on the same plane. ..
  • the fixed electrode 17A, the fixed electrode 17B, the fixed electrode 17C, and the fixed electrode 17D each have a portion located on the outer surface of the side wall portion 4 and a portion located on the bottom surface 3b of the base portion 3. More specifically, the fixed electrode 17A and the fixed electrode 17B have a portion located on the second outer surface 4d. The fixed electrode 17C and the fixed electrode 17D have a portion located on the fourth outer surface 4f.
  • the fixed electrode 17A has a bent portion 17a.
  • the bent portion is a portion from a bent portion to a tip.
  • the bent portion is the bent portion located closest to the tip end from the bent portion to the tip.
  • the bent portion 17a is a portion located on the bottom surface 3b of the base portion 3 in the fixed electrode 17A.
  • the bent portion 17a is in contact with the base portion 3.
  • the fixed electrode 17B, the fixed electrode 17C, and the fixed electrode 17D also have a bent portion 17b, a bent portion 17c, and a bent portion 17d located on the bottom surface 3b of the base portion 3, respectively.
  • the bent portion 17b, the bent portion 17c, and the bent portion 17d are in contact with the base portion 3.
  • a first piezoelectric vibrator 13A is provided on the first main surface 8a of the first vibrating portion 8.
  • the first piezoelectric vibrator 13A is bonded to the first vibrating portion 8 with a conductive adhesive.
  • the method of joining the first piezoelectric vibrator 13A and the first vibrating portion 8 is not limited to the above.
  • the first piezoelectric vibrator 13A vibrates the first vibrating portion 8.
  • a second piezoelectric vibrator 13B is provided on the first main surface 9a of the second vibrating section 9.
  • the second piezoelectric vibrator 13B is bonded to the second vibrating portion 9 with a conductive adhesive.
  • the second piezoelectric vibrator 13B vibrates the second vibrating portion 9.
  • the shapes of the first piezoelectric vibrator 13A and the second piezoelectric vibrator 13B are not particularly limited, but are rectangular plates in the present embodiment.
  • the first piezoelectric vibrator 13A may be provided on the second main surface 8b of the first vibrating portion 8.
  • the second piezoelectric vibrator 13B may be provided on the second main surface 9b of the second vibrating portion 9.
  • FIG. 4 is a perspective view of the first piezoelectric vibrator according to the first embodiment of the present invention.
  • the first piezoelectric vibrator 13A has a piezoelectric body portion 14.
  • the piezoelectric body portion 14 has a surface 14a located on the first vibrating portion 8 side and a surface 14b facing the surface 14a.
  • a piezoelectric body such as PZT ceramics can be used.
  • a first external electrode 15A is provided on the surface 14a of the piezoelectric body portion 14.
  • the second external electrode 15B is provided on the surface 14b.
  • the first external electrode 15A and the second external electrode 15B are connected to different potentials.
  • the piezoelectric body portion 14 may be one piezoelectric body layer, or may be a piezoelectric laminated body in which a plurality of piezoelectric body layers are laminated.
  • the piezoelectric body portion 14 is a piezoelectric laminated body, it is preferable that internal electrodes are provided between the laminated piezoelectric body layers. Thereby, the vibrating device 1 can be driven even when a low voltage is applied.
  • the second piezoelectric vibrator 13B shown in FIG. 2 also has the same configuration as the first piezoelectric vibrator 13A.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the vibrating device according to the first embodiment of the present invention with the lid part seen through.
  • the vibration device 1 is electrically connected to the first piezoelectric vibrator 13A and has a power supply electrode 19A that supplies power to the first piezoelectric vibrator 13A. More specifically, the power feeding electrode 19A is connected to the second external electrode 15B of the first piezoelectric vibrator 13A. The power feeding electrode 19A is joined to the first piezoelectric vibrator 13A by the joining member 10. For the joining member 10, for example, solder can be used. Similarly, the vibration device 1 is electrically connected to the second piezoelectric vibrator 13B and has a power supply electrode 19B that supplies power to the second piezoelectric vibrator 13B. The power supply electrode 19B is joined to the second piezoelectric vibrator 13B by a joining member. The power feeding electrode 19A and the power feeding electrode 19B are fixed to the base portion 3.
  • the power supply electrode 19A includes a portion located on the first outer surface 4c of the side wall portion 4 of the housing 2, a portion located on the first opening end surface 4a, and a portion located on the first piezoelectric vibrator 13A. Have. More specifically, the power feeding electrode 19A has a bent portion 19a. The bent portion 19a is a portion located on the first opening end surface 4a and a portion located on the first piezoelectric vibrator 13A.
  • the power supply electrode 19B includes a portion located on the third outer surface 4e of the side wall portion 4 of the housing 2, a portion located on the first opening end surface 4a, and a portion located on the second piezoelectric vibrator 13B. Have. The power feeding electrode 19B has a bent portion 19b. The bent portion 19b is a portion located on the first opening end surface 4a and a portion located on the second piezoelectric vibrator 13B. The power feeding electrode 19A and the power feeding electrode 19B are not in contact with the diaphragm 6.
  • the first external electrode 15A of the first piezoelectric vibrator 13A is electrically connected to the diaphragm 6.
  • the first external electrode 15A is connected to the ground potential, for example, via the diaphragm 6 and the fixed electrodes 17A to 17D. The same applies to the second piezoelectric vibrator 13B.
  • the first piezoelectric vibrator 13A By applying an AC electric field to the first piezoelectric vibrator 13A, the first piezoelectric vibrator 13A expands and contracts in the in-plane direction. Accordingly, the first vibrating portion 8 vibrates in the bending mode.
  • the second piezoelectric vibrator 13B By applying an AC electric field to the second piezoelectric vibrator 13B, the second piezoelectric vibrator 13B expands and contracts in the in-plane direction.
  • the second vibrating portion 9 vibrates in the bending mode.
  • the vibrations of the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9 are the same.
  • the same vibration includes that the vibration is substantially the same so that the characteristics of the vibration device 1 are not significantly deteriorated.
  • the vibration device 1 may have a vibrator that vibrates the first vibrating unit 8 and the second vibrating unit 9, and the vibrator is not limited to the piezoelectric vibrator.
  • the mass addition member 18 shown in FIG. 2 is connected to the second main surface 8b side of the first vibrating portion 8 and the second main surface 9b side of the second vibrating portion 9. More specifically, the free end of the first vibrating portion 8 and the free end of the second vibrating portion 9 are connected to the mass addition member 18.
  • the mass addition member 18 may be connected to the free end side portion of the first vibrating portion 8 and the free end side portion of the second vibrating portion 9, and is not necessarily the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 8. Need not be connected to the free end of the vibrating section 9. However, it is desirable that the mass addition member 18 be connected to the free ends of the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9. Thereby, the intensity of vibration can be increased.
  • the mass addition member 18 vibrates so as to reciprocate on a straight track in the direction connecting the lid 5 and the base 3. Therefore, in the vibrating device 1, the first vibrating portion 8, the second vibrating portion 9, and the mass addition member 18 vibrate in almost the entire region in the housing 2. Therefore, the strength of vibration can be effectively increased, and the vibration device 1 can be downsized.
  • FIG. 6 is a side view of the mass addition member according to the first embodiment of the present invention.
  • the mass addition member 18 includes the first inclined portion 18 a and the second inclined portion 18 a on the surface of the diaphragm 6 facing the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9.
  • the first inclined portion 18a is located in a region of the mass addition member 18 facing the first vibrating portion 8. More specifically, the first sloping portion 18a is located at the center in the direction connecting the first side portion 7A and the third side portion 7C in the fixed portion 7 of the diaphragm 6 and on the third side portion 7C side. It is located between the edges.
  • the first inclined portion 18a is inclined so as to approach the first vibrating portion 8 toward the third side portion 7C side.
  • the second inclined portion 18b is located at a position facing the second vibrating portion 9 of the mass addition member 18. More specifically, the second slanted portion 18b is located at the center in the direction connecting the first side portion 7A and the third side portion 7C in the fixed portion 7 of the diaphragm 6 and at the side of the first side portion 7A. It is located between the edges. In the second inclined portion 18b, the second inclined portion 18b is inclined so as to approach the second vibrating portion 9 toward the first side portion 7A side.
  • the surface of the mass addition member 18 on which the first sloped portion 18a and the second sloped portion 18b are provided is flat except for the first sloped portion 18a and the second sloped portion 18b. Since the mass addition member 18 has the first inclined portion 18a and the second inclined portion 18b, the displacement of the mass addition member 18 on the lid portion 5 side can be further increased. Therefore, the intensity of vibration can be further increased.
  • the shape of the mass addition member 18 is not limited to the above.
  • the mass addition member 18 may be a rectangular parallelepiped or the like having no inclined portion.
  • the mass addition member 18 is made of an appropriate metal, a synthetic material of metal and resin, or ceramics.
  • the mass addition member 18 is preferably made of a metal having a high density such as tungsten having a high mass addition effect. Thereby, miniaturization of the vibration device 1 can be facilitated.
  • the center of the fixed portion 7 of the diaphragm 6 and the center of gravity of the mass addition member 18 overlap.
  • the positional relationship between the diaphragm 6 and the mass addition member 18 is not limited to this.
  • the features of this embodiment are as follows. 1) The diaphragm 6 and the fixed electrodes 17A to 17D are integral members. 2) The first vibrating portion 8 extends from the first side 7A, the fixed electrode 17A and the fixed electrode 17B extend from the second side 7B, and the second vibration 7C from the third side 7C. The portion 9 extends, and the fixed electrode 17C and the fixed electrode 17D extend from the fourth side portion 7D.
  • the vibrating plate 6 and the fixed electrodes 17A to 17D are an integral member, there is no joint between the vibrating plate 6 and the fixed electrodes 17A to 17D, so that the joint strength does not deteriorate due to vibration, and the vibrating device is provided.
  • the reliability of 1 can be improved.
  • the step of providing a member for connecting the fixed electrodes 17A to 17D and the diaphragm 6 and the step of connecting the fixed electrodes 17A to 17D and the diaphragm 6 can be omitted, and the productivity can be improved. it can.
  • the vibration device 1 can be downsized.
  • the fixed portion 7 of the vibration plate 6 is a portion that fixes the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9, but with the vibration of the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9, It is slightly displaced.
  • the fixed electrode increases the rigidity of the first side portion and inhibits the vibration of the first vibrating portion.
  • the first vibrating portion 8 extends from the first side portion 7A of the first side portion 7A and the second side portion 7B extending in different directions.
  • the fixed electrode 17A and the fixed electrode 17B extend from the second side portion 7B. Thereby, the vibration of the first vibrating portion 8 is less likely to be hindered.
  • the vibration of the second vibrating portion 9 is caused. Is less likely to occur. As a result, the efficiency of vibration can be improved, and the vibration device 1 that generates large vibration even if it is small can be obtained.
  • the diaphragm 6, the fixed electrode 17A, the fixed electrode 17B, the fixed electrode 17C, the fixed electrode 17D, and the side wall portion 4 of the housing 2 are the first insert molded body 12A. More specifically, a part of the fixed portion 7 of the diaphragm 6 is fixed by being provided inside the side wall portion 4. Further, the fixed electrodes 17A to 17D are members integrated with the diaphragm 6. Thereby, the diaphragm 6 and the fixed electrodes 17A to 17D can be suitably fixed without using a joining member or the like. Therefore, miniaturization can be further facilitated.
  • the power feeding electrode 19A, the power feeding electrode 19B, and the base portion 3 of the housing 2 are the second insert molded body 12B. More specifically, the power supply electrode 19A and a part of the power supply electrode 19B are provided inside the base portion 3. Thereby, the power feeding electrode 19A and the power feeding electrode 19B can be suitably fixed without using a joining member or the like. Therefore, miniaturization of the vibration device 1 can be further facilitated.
  • the side wall portion 4 and the base portion 3 of the housing 2 do not necessarily have to be provided as insert moldings.
  • the first vibrating portion 8 and the second vibrating portion 9 of the vibrating plate 6 have a cantilever structure having free ends, but may have a double-supported beam structure. Also in this case, since the diaphragm 6 and the fixed electrodes 17A to 17D are an integral member, the productivity can be increased and the vibration can be more reliably propagated to the outside.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a first plate member used for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view for explaining an example of the method for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 9 is a perspective view for explaining an example of the method for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 10 is a perspective view for explaining an example of the method for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • the inside of the side wall portion is shown transparently, and the mass addition member is shown by hatching.
  • a first plate member 25 is prepared.
  • the first plate member 25 has a fixed electrode portion 27A, a fixed electrode portion 27B, a fixed electrode portion 27C and a fixed electrode portion 27D.
  • the fixed electrode portion 27A is a portion that becomes the fixed electrode 17A shown in FIG.
  • the fixed electrode portion 27B, the fixed electrode portion 27C, and the fixed electrode portion 27D are portions that become the fixed electrode 17B, the fixed electrode 17C, and the fixed electrode 17D, respectively.
  • the first plate member 25 has a diaphragm portion 26 that includes the first vibrating portion 8, the second vibrating portion 9, and the fixed portion 7.
  • the diaphragm portion 26 is a portion that becomes the diaphragm 6.
  • the first plate member 25 has a frame-shaped connection portion 23 that connects the fixed electrode portion 27A, the fixed electrode portion 27B, the fixed electrode portion 27C, and the fixed electrode portion 27D.
  • the first plate member 25 may not have the connecting portion 23.
  • the first plate member 25 is a conductive member.
  • insert molding 22A is formed by insert molding in which the side wall portion 4 of the housing 2 is configured so as to include a part of the first plate member 25 therein. ..
  • the side wall portion 4 is provided so that at least a part of the fixed portion 7 of the diaphragm portion 26 is located inside the side wall portion 4 and the fixed electrode portions 27A to 27D penetrate the side wall portion 4.
  • the diaphragm portion 26 and the fixed electrode portions 27A to 27D can be fixed to the side wall portion 4 without using a joining member or the like.
  • the first piezoelectric vibrator 13A is provided on the first main surface 8a of the first vibrating portion 8 of the vibrating plate portion 26 of the first plate member 25.
  • the second piezoelectric vibrator 13B is provided on the first main surface 9a of the second vibrating portion 9 in the vibrating plate portion 26 of the first plate member 25.
  • the mass addition member 18 is connected to the free end of the first vibrating portion 8 and the free end of the second vibrating portion 9.
  • the bent portion 27a is provided by bending the fixed electrode portion 27A.
  • the fixed electrode portion 27B, the fixed electrode portion 27C, and the fixed electrode portion 27D are bent, the fixed electrode portions 27A to 27D are separated from the connection portion 23 shown in FIG.
  • the first plate member 25 may be configured to be bent without separating the fixed electrode portions 27A to 27D.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a second plate member used for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view for explaining an example of the method of manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 13 is a perspective view for explaining an example of the method for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 14 is a perspective view for explaining an example of the method for manufacturing the vibration device according to the first embodiment of the invention.
  • the second plate member 28 in which the feeding electrode portion 29A and the feeding electrode portion 29B are integrated is prepared.
  • the power feeding electrode portion 29A is a portion which becomes the power feeding electrode 19A shown in FIG.
  • the second plate member 28 has a connecting portion 24 that connects the feeding electrode portion 29A and the feeding electrode portion 29B.
  • the second plate member 28 may not have the connecting portion 24.
  • insert molding 22B is formed by insert molding in which the base portion 3 of the housing 2 is configured so as to include a part of the second plate member 28 therein. ..
  • the base portion 3 is provided so that the power feeding electrode portion 29A and the power feeding electrode portion 29B are partially located inside the base portion 3.
  • the power feeding electrode portion 29A and the power feeding electrode portion 29B can be fixed to the base portion 3 without using a member for joining.
  • the insert molded body 22A and the insert molded body 22B are joined so that the base portion 3 closes the second opening end face 4b side of the side wall portion 4.
  • the fixed electrode portion 27A is bent such that the bent portion 27a of the fixed electrode portion 27A is located on the bottom surface 3b of the base portion 3.
  • the fixed electrode portion 27A is arranged so that the fixed electrode portion 27A has a portion located on the outer side surface of the side wall portion 4 and a portion located on the bottom surface 3b of the base portion 3.
  • the fixed electrode portions 27B to 27D are arranged so that the fixed electrode portions 27B, the fixed electrode portions 27C and the bent portions 27b, 27c and 27d of the fixed electrode portions 27D are located on the bottom surface 3b of the base portion 3. Fold.
  • the fixed electrode portion 27B, the fixed electrode portion 27C, and the fixed electrode portion 27D have a portion located on the outer surface of the side wall portion 4 and a portion located on the bottom surface 3b of the base portion 3, so that the fixed electrode portion 27B. Place ⁇ 27D.
  • the fixed electrode 17A, the fixed electrode 17B, the fixed electrode 17C, and the fixed electrode 17D are obtained.
  • the bent portion 29a is provided by bending the feeding electrode portion 29A of the second plate member 28. Further, by bending the feeding electrode portion 29A, a portion of the feeding electrode portion 29A located on the first outer surface 4c of the side wall portion 4 is provided, and the bent portion 29a is formed on the first opening end surface 4a of the side wall portion 4. It is arranged above and on the first piezoelectric vibrator 13A. In this way, the feeding electrode portion 29A is arranged so as to be located on the first outer surface 4c, the first opening end surface 4a, and the first piezoelectric vibrator 13A.
  • the bent portion 29b is provided by bending the power feeding electrode portion 29B. Further, by bending the power feeding electrode portion 29B, a portion of the power feeding electrode portion 29B located on the third outer surface 4e of the side wall portion 4 is provided, and the bent portion 29b is formed at the first opening end surface 4a of the side wall portion 4. It is arranged above and on the second piezoelectric vibrator 13B. In this way, the power feeding electrode portion 29B is arranged so as to be located on the third outer surface 4e, the first opening end surface 4a, and the first piezoelectric vibrator 13A. The power feeding electrode portion 29A and the power feeding electrode portion 29B are arranged so as not to contact the diaphragm 6.
  • the feeding electrode portion 29A and the feeding electrode portion 29B are bent, the feeding electrode portion 29A and the feeding electrode portion 29B are separated from the connection portion 24.
  • the second plate member 28 may be configured so that it can be bent without separating the respective power supply electrode portions.
  • the feeding electrode portion 29A is joined to the second external electrode 15B of the first piezoelectric vibrator 13A.
  • solder can be used for joining the second external electrode 15B and the power feeding electrode portion 29A.
  • the power supply electrode 19B is joined to the second piezoelectric vibrator 13B.
  • the lid 5 shown in FIG. 1 is provided on the side wall 4.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the vicinity of the power supply electrode of the vibration device according to the second embodiment of the present invention.
  • 16 is a perspective view of the portion shown in FIG. 15 with the lid portion omitted.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the feeding electrode 39A has the protrusions 39c and 39d and the lid 35 of the housing 32 has the recesses 35a and 35b. Different from the embodiment. Furthermore, the projection 39c and the recess 35a are fitted together, and the projection 39d and the recess 35b are fitted together, which is also different from the first embodiment.
  • the power supply electrode facing the power supply electrode 39A also has a protrusion similar to the power supply electrode 39A, and the protrusion and the recess of the lid are fitted together. Except for the above points, the vibration device of the present embodiment has the same configuration as the vibration device 1 of the first embodiment.
  • the projection 39c and the recess 35a being fitted together means that at least the projection 39c and the portion of the inner surface of the recess 35a on the side of the first outer surface 4c of the side wall 4 are located. It means being in contact.
  • the portion of the power feeding electrode 39A located on the first outer surface 4c is joined to the outside and an external force is applied to the power feeding electrode 39A in the outer side direction of the side wall portion 4.
  • the portion of the power feeding electrode 39A located on the first outer surface 4c is joined to the outside by soldering or the like and thermal expansion or the like occurs, the positional deviation of the power feeding electrode 39A can be effectively suppressed. it can.
  • the power feeding electrode 39A has the protrusion 39c and the protrusion 39d, and the protrusion 39c and the protrusion 39d are fitted in the recess 35a and the recess 35b, respectively. It can be further suppressed.
  • the number and shape of the protrusions of the power feeding electrode 39A are not particularly limited.
  • the power feeding electrode 39A is provided with a concave portion or a through hole
  • the lid portion 35 is provided with a protruding portion
  • the concave portion or the through hole of the power feeding electrode 39A and the projection portion of the lid portion 35 are fitted together. May be.
  • the diaphragm 6 and the fixed electrode are integral members. Therefore, as in the first embodiment, the productivity can be increased and the vibration can be more reliably propagated to the outside.

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Abstract

生産性を高めることができ、信頼性を高めることができ、かつ振動の効率を高めることができる、振動装置を提供する。　振動装置１は、第１，第２の振動部８，９（振動部）及び固定部７を有する振動板６と、第１，第２の振動部８，９に設けられた第１，第２の圧電振動子１３Ａ，１３Ｂ（振動子）と、固定電極１７Ａ，１７Ｂとを備える。固定部７が、異なる方向に延びる第１の辺部７Ａ及び第２の辺部７Ｂを有する。振動板６と固定電極１７Ａ～１７Ｄとが一体の部材である。第１の辺部７Ａから第１の振動部８が延びており、第２の辺部７Ｂから固定電極１７Ａ，１７Ｂが延びている。

Description

振動装置及びその製造方法
　本発明は、振動装置及びその製造方法に関する。
　従来、振動装置は、外部に振動を伝搬させる報知用の機器や、音響機器などに広く用いられている。振動装置は、振動を伝搬させる目的及び音響を発する目的において兼用される場合もある。下記の特許文献１には、振動装置の一例が開示されている。この振動装置においては、圧電振動板がケース内に収納されている。圧電振動板にはインサート端子が接続されている。インサート端子はケース外に露出しており、ケースの側面上及び底面上に至っている。インサート端子の底面上に位置する部分が、半田により外部に接合される。
特開２００３－０２３６９７号公報
　特許文献１に記載されたような振動装置の振動を外部に伝搬させる場合には、振動はケース及びインサート端子を介して外部に伝搬する。そのため、振動を外部に確実に伝搬させるためには、圧電振動板とインサート端子との接合の信頼性が高いことが求められることとなる。圧電振動板とインサート端子との接合の信頼性を高めるために、生産性が低くなるおそれもある。
　本発明の目的は、生産性を高めることができ、信頼性を高めることができ、かつ振動の効率を高めることができる、振動装置及びその製造方法を提供することにある。
　本発明に係る振動装置は、振動部及び固定部を有する振動板と、前記振動部に設けられた振動子と、固定電極とを備え、前記固定部が、異なる方向に延びる第１の辺部及び第２の辺部を有し、前記振動板と前記固定電極とが一体の部材であり、前記第１の辺部から前記振動部が延びており、前記第２の辺部から前記固定電極が延びている。
　本発明に係る振動装置の製造方法は、固定電極部分と、振動部及び固定部を含む振動板部分とを有し、前記固定電極部分と前記振動板部分が一体の部材である、第１の板部材を用意する工程と、振動子を設ける工程とを備える。
　生産性を高めることができ、信頼性を高めることができ、かつ振動の効率を高めることができる、振動装置及びその製造方法を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の分解斜視図である。 図３は、本発明の第１の実施形態における振動板及び固定電極の斜視図である。 図４は、本発明の第１の実施形態における第１の圧電振動子の斜視図である。 図５は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置を、蓋部を透視して示す斜視図である。 図６は、本発明の第１の実施形態における質量付加部材の側面図である。 図７は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造に用いられる第１の板部材を示す斜視図である。 図８は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。 図９は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。 図１０は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。 図１１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造に用いられる第２の板部材を示す斜視図である。 図１２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。 図１３は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。 図１４は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。 図１５は、本発明の第２の実施形態に係る振動装置の給電電極付近を示す斜視図である。 図１６は、図１５に示す部分において、蓋部を省略した斜視図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の分解斜視図である。
　図１に示すように、振動装置１は筐体２を有する。図２に示すように、振動装置１は振動板６を有し、筐体２には振動板６が収納されている。筐体２は、ベース部３と、ベース部３上に設けられている側壁部４と、側壁部４上に設けられている蓋部５とを有する。
　側壁部４は枠状である。より具体的には、側壁部４は、互いに対向し合う第１の開口端面４ａ及び第２の開口端面４ｂと、第１の開口端面４ａ及び第２の開口端面４ｂに接続された４つの外側面とを有する。本実施形態では、４つの外側面は、第１の外側面４ｃ、第２の外側面４ｄ、第３の外側面４ｅ及び第４の外側面４ｆである。蓋部５は、側壁部４の第１の開口端面４ａ側を塞ぐように配置されている。ベース部３は、側壁部４の第２の開口端面４ｂ側を塞ぐように配置されている。ベース部３は底面３ｂを有する。筐体２の形状は、本実施形態では略直方体である。なお、筐体２の形状は上記に限定されない。
　筐体２は適宜の合成樹脂からなる。合成樹脂としては、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などを挙げることができる。筐体２のベース部３、側壁部４及び蓋部５には、互いに異なる材料が用いられてもよい。
　側壁部４の外側面上及びベース部３の底面３ｂ上に至るように、固定電極１７Ａ、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄが設けられている。固定電極１７Ａ～１７Ｄは、例えば半田などによって外部に固定される。より具体的には、例えば、固定電極１７Ａ～１７Ｄは実装基板に接合される。この場合、振動装置１の振動は、固定電極１７Ａ～１７Ｄ及び筐体２を介して外部に伝搬する。
　図３は、本発明の第１の実施形態における振動板及び固定電極の斜視図である。
　振動板６は、第１の振動部８及び第２の振動部９を有する。また、振動板６は、固定部７を有する。固定部７が上記筐体２の側壁部４に固定されている。固定部７は枠状である。より具体的には、固定部７は、第１の辺部７Ａと、第２の辺部７Ｂと、第３の辺部７Ｃと、第４の辺部７Ｄとを有する。第２の辺部７Ｂと第４の辺部７Ｄは、第１の辺部７Ａと直交する方向に延びており、互いに対向している。第３の辺部７Ｃは、第１の辺部７Ａと同じ方向に延びており、第１の辺部７Ａと対向している。このように、本実施形態では、第１の辺部７Ａと第２の辺部７Ｂとの各々が延びる方向は９０度異なる。第３の辺部７Ｃと第４の辺部７Ｄとの各々が延びる方向は９０度異なる。もっとも、第１の辺部７Ａと第２の辺部７Ｂとがなす角度は９０度には限定されず、第３の辺部７Ｃと第４の辺部７Ｄとがなす角度も９０度には限定されない。なお、図２に示した第１の外側面４ｃは第１の辺部７Ａ付近に位置し、第２の外側面４ｄは第２の辺部７Ｂ付近に位置し、第３の外側面４ｅは第３の辺部７Ｃ付近に位置し、第４の外側面４ｆは第４の辺部７Ｄ付近に位置する。
　図３に示すように、第１の辺部７Ａから第１の振動部８が延びており、第３の辺部７Ｃから第２の振動部９が延びている。第１の振動部８及び第２の振動部９は、それぞれ自由端を有する片持ち梁構造である。なお、第１の振動部８及び第２の振動部９は、第２の辺部７Ｂ及び第４の辺部７Ｄとは接続されていない。平面視において、第１の振動部８及び第２の振動部９は、固定部７の内周の中心を対称点として点対称に配置されている。第１の辺部７Ａが延びる方向に平行な方向から見たときに、第１の振動部８及び第２の振動部９は重なっている。本明細書において平面視とは、蓋部５側から見ることをいう。
　第１の振動部８及び第２の振動部９の配置は上記に限定されない。もっとも、第１の振動部８及び第２の振動部９を本実施形態のように配置することにより、振動の変位を大きくすることができ、かつ振動の安定性を高めることができる。
　第１の振動部８は、対向し合う第１の主面８ａ及び第２の主面８ｂを有する。第１の主面８ａは筐体２の蓋部５側に位置しており、第２の主面８ｂはベース部３側に位置している。第２の振動部９は、対向し合う第１の主面９ａ及び第２の主面９ｂを有する。第１の主面９ａは筐体２の蓋部５側に位置しており、第２の主面９ｂはベース部３側に位置している。ここで、第１の振動部８及び第２の振動部９と固定部７とは、同一平面に位置する。もっとも、例えば、後述する質量付加部材が設けられていることにより、第１の振動部８及び第２の振動部９が固定部７よりもベース部３側に位置している部分を含んでいてもよい。
　本実施形態の第１の振動部８は、板状部８ｃと、接続部８ｄとを有する。板状部８ｃは矩形板状であり、接続部８ｄはミアンダ状である。接続部８ｄの一方の端部が板状部８ｃに接続されており、接続部８ｄの他方の端部が固定部７に接続されている。このように、板状部８ｃは、接続部８ｄを介して固定部７に接続されている。第２の振動部９は、板状部９ｃと、接続部９ｄとを有する。板状部９ｃは矩形板状であり、接続部９ｄはミアンダ状である。接続部９ｄの一方の端部が板状部９ｃに接続されており、接続部９ｄの他方の端部が固定部７に接続されている。このように、板状部９ｃは、接続部９ｄを介して固定部７に接続されている。接続部８ｄ及び接続部９ｄがミアンダ状であることにより、振動に際し接続部８ｄ付近及び接続部９ｄ付近に加わる応力による影響を緩和することができ、振動の効率を高めることができる。加えて、例えば、振動装置１が落下して外部から機械的衝撃が加わった場合であっても、接続部８ｄ及び接続部９ｄがばねとして作用し、機械的衝撃によって加わった応力を緩和することができる。従って、振動装置１の耐衝撃性を高めることができる。
　なお、接続部８ｄ及び接続部９ｄはミアンダ状の形状に限定されず、直線状の形状であってもよい。また、板状部８ｃ及び接続部８ｄの両方が矩形板状であり、例えば、１つの矩形板状の第１の振動部８を構成していてもよい。板状部９ｃ及び接続部９ｄの両方が矩形板状であり、例えば、１つの矩形板状の第２の振動部９を構成していてもよい。本実施形態においては、振動板６が第１の振動部８及び第２の振動部９を含むが、振動板６は、少なくとも１つの振動部を有していればよい。
　固定部７の第２の辺部７Ｂから固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂが延びている。同様に、固定部７の第４の辺部７Ｄから固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄが延びている。このように、本実施形態では、振動板６と固定電極１７Ａ～１７Ｄは一体の部材である。振動板６は、固定電極１７Ａ～１７Ｄと同じ材料からなる導電性部材である。
　より具体的には、第２の辺部７Ｂは、側壁部４の内部を通り、固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂに至っている部分を有する。本実施形態では、固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂは、第２の辺部７Ｂから、第１の振動部８の第１の主面８ａの法線方向と平行に延びている。第４の辺部７Ｄは、側壁部４の内部を通り、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄに至っている部分を有する。本実施形態では、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄは、第４の辺部７Ｄから、第２の振動部９の第１の主面９ａの法線方向と平行に延びている。なお、第１の振動部８の第１の主面８ａ及び第２の振動部９の第１の主面９ａ、第１の辺部７Ａ～第４の辺部７Ｄは同じ平面上に位置する。
　固定電極１７Ａ、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄは、それぞれ側壁部４の外側面上に位置する部分及びベース部３の底面３ｂ上に位置する部分を有する。より具体的には、固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂは、第２の外側面４ｄ上に位置する部分を有する。固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄは、第４の外側面４ｆ上に位置する部分を有する。
　ここで、固定電極１７Ａは曲げ部１７ａを有する。本明細書において曲げ部とは、折れ曲がった部分から先端までの部分である。固定電極１７Ａが複数の折れ曲がった部分を有している場合は、折れ曲がった部分のうち最も先端側に位置する折れ曲がった部分から先端までの部分が曲げ部である。曲げ部１７ａは、固定電極１７Ａにおけるベース部３の底面３ｂ上に位置する部分である。曲げ部１７ａはベース部３に当接している。同様に、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄも、ベース部３の底面３ｂ上に位置する曲げ部１７ｂ、曲げ部１７ｃ及び曲げ部１７ｄをそれぞれ有する。曲げ部１７ｂ、曲げ部１７ｃ及び曲げ部１７ｄはベース部３に当接している。本実施形態では複数の固定電極が設けられているが、固定電極は少なくとも１つ設けられていればよい。
　図２に示すように、第１の振動部８の第１の主面８ａ上には、第１の圧電振動子１３Ａが設けられている。第１の圧電振動子１３Ａは、導電性の接着剤により第１の振動部８に接合されている。なお、第１の圧電振動子１３Ａ及び第１の振動部８との接合の方法は上記に限定されない。第１の圧電振動子１３Ａが第１の振動部８を振動させる。
　第２の振動部９の第１の主面９ａ上には、第２の圧電振動子１３Ｂが設けられている。第２の圧電振動子１３Ｂは、導電性の接着剤により第２の振動部９に接合されている。第２の圧電振動子１３Ｂが第２の振動部９を振動させる。第１の圧電振動子１３Ａ及び第２の圧電振動子１３Ｂの形状は、特に限定されないが、本実施形態においては矩形板状である。なお、第１の圧電振動子１３Ａは、第１の振動部８の第２の主面８ｂ上に設けられていてもよい。第２の圧電振動子１３Ｂは、第２の振動部９の第２の主面９ｂ上に設けられていてもよい。
　図４は、本発明の第１の実施形態における第１の圧電振動子の斜視図である。
　第１の圧電振動子１３Ａは圧電体部１４を有する。圧電体部１４は、上記第１の振動部８側に位置する面１４ａ及び面１４ａに対向する面１４ｂを有する。圧電体部１４には、例えば、ＰＺＴ系セラミックスなどの圧電体を用いることができる。
　圧電体部１４の面１４ａ上には第１の外部電極１５Ａが設けられている。面１４ｂ上には第２の外部電極１５Ｂが設けられている。第１の外部電極１５Ａ及び第２の外部電極１５Ｂは、それぞれ異なる電位に接続される。
　圧電体部１４は、１つの圧電体層であってもよく、あるいは、複数の圧電体層が積層された圧電積層体であってもよい。圧電体部１４が圧電積層体である場合には、積層された圧電体層の間に内部電極が設けられていることが好ましい。それによって、低い電圧を印加した場合においても、振動装置１を駆動することができる。図２に示す第２の圧電振動子１３Ｂも第１の圧電振動子１３Ａと同様の構成を有する。
　図５は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置を、蓋部を透視して示す斜視図である。
　振動装置１は、第１の圧電振動子１３Ａに電気的に接続されており、第１の圧電振動子１３Ａに給電する給電電極１９Ａを有する。より具体的には、給電電極１９Ａは、第１の圧電振動子１３Ａの第２の外部電極１５Ｂに接続されている。給電電極１９Ａは、接合部材１０により第１の圧電振動子１３Ａに接合されている。接合部材１０には、例えば、半田を用いることができる。同様に、振動装置１は、第２の圧電振動子１３Ｂに電気的に接続されており、第２の圧電振動子１３Ｂに給電する給電電極１９Ｂを有する。給電電極１９Ｂは、接合部材により第２の圧電振動子１３Ｂに接合されている。給電電極１９Ａ及び給電電極１９Ｂは、ベース部３に固定されている。
　給電電極１９Ａは、筐体２の側壁部４の第１の外側面４ｃ上に位置する部分、第１の開口端面４ａ上に位置する部分及び第１の圧電振動子１３Ａ上に位置する部分を有する。より具体的には、給電電極１９Ａは曲げ部１９ａを有する。曲げ部１９ａは、第１の開口端面４ａ上に位置する部分及び第１の圧電振動子１３Ａ上に位置する部分である。給電電極１９Ｂは、筐体２の側壁部４の第３の外側面４ｅ上に位置する部分、第１の開口端面４ａ上に位置する部分及び第２の圧電振動子１３Ｂ上に位置する部分を有する。給電電極１９Ｂは曲げ部１９ｂを有する。曲げ部１９ｂは、第１の開口端面４ａ上に位置する部分及び第２の圧電振動子１３Ｂ上に位置する部分である。なお、給電電極１９Ａ及び給電電極１９Ｂは振動板６には接していない。
　第１の圧電振動子１３Ａの第１の外部電極１５Ａは、振動板６に電気的に接続される。第１の外部電極１５Ａは、例えば、振動板６及び固定電極１７Ａ～１７Ｄを介して、グラウンド電位に接続される。第２の圧電振動子１３Ｂにおいても同様である。
　第１の圧電振動子１３Ａに交流電界を印加することにより、第１の圧電振動子１３Ａが面内方向に伸縮する。それに伴い、第１の振動部８は屈曲モードにより振動する。同様に、第２の圧電振動子１３Ｂに交流電界を印加することにより、第２の圧電振動子１３Ｂが面内方向に伸縮する。それに伴い、第２の振動部９は屈曲モードにより振動する。本実施形態においては、第１の振動部８及び第２の振動部９の振動は同一である。本明細書において振動が同一であるとは、振動装置１の特性を大きく劣化させない程度に振動が略同一であることを含む。
　なお、振動装置１は第１の振動部８及び第２の振動部９を振動させる振動子を有していればよく、振動子は圧電振動子には限定されない。
　第１の振動部８の第２の主面８ｂ側及び第２の振動部９の第２の主面９ｂ側には、図２に示す質量付加部材１８が接続されている。より具体的には、第１の振動部８の自由端及び第２の振動部９の自由端が質量付加部材１８に接続されている。なお、質量付加部材１８は第１の振動部８の自由端側の部分及び第２の振動部９の自由端側の部分に接続されていればよく、必ずしも第１の振動部８及び第２の振動部９の自由端に接続されていなくともよい。もっとも、質量付加部材１８は、第１の振動部８及び第２の振動部９の自由端に接続されていることが望ましい。これにより、振動の強度を大きくすることができる。
　本実施形態においては、質量付加部材１８が、蓋部５とベース部３とを結ぶ方向において、直線の軌道上を往復するように振動する。よって、振動装置１では、筐体２内におけるほぼ全体の領域において、第１の振動部８、第２の振動部９及び質量付加部材１８が振動する。従って、振動の強度を効果的に大きくすることができ、かつ振動装置１を小型にすることができる。
　図６は、本発明の第１の実施形態における質量付加部材の側面図である。
　図２及び図６に示すように、質量付加部材１８は、振動板６の第１の振動部８及び第２の振動部９に対向する側の面において、第１の傾斜部１８ａ及び第２の傾斜部１８ｂを有する。第１の傾斜部１８ａは、質量付加部材１８の第１の振動部８と対向する領域に位置している。より具体的には、第１の傾斜部１８ａは、振動板６の固定部７における第１の辺部７Ａと第３の辺部７Ｃとを結ぶ方向中央と、第３の辺部７Ｃ側の端部との間に位置している。第１の傾斜部１８ａにおいては、第３の辺部７Ｃ側に向かうほど、第１の振動部８に近づくように傾斜している。
　第２の傾斜部１８ｂは、質量付加部材１８の第２の振動部９と対向する位置に位置している。より具体的には、第２の傾斜部１８ｂは、振動板６の固定部７における第１の辺部７Ａと第３の辺部７Ｃとを結ぶ方向中央と、第１の辺部７Ａ側の端部との間に位置している。第２の傾斜部１８ｂにおいては、第１の辺部７Ａ側に向かうほど、第２の振動部９に近づくように傾斜している。
　他方、質量付加部材１８の第１の傾斜部１８ａ及び第２の傾斜部１８ｂが設けられている面における、第１の傾斜部１８ａ及び第２の傾斜部１８ｂ以外の部分は、平坦である。質量付加部材１８が第１の傾斜部１８ａ及び第２の傾斜部１８ｂを有することにより、質量付加部材１８の蓋部５側の変位をより一層大きくすることができる。従って、振動の強度をより一層大きくすることができる。
　なお、質量付加部材１８の形状は上記に限定されない。質量付加部材１８は、傾斜部を有しない直方体などであってもよい。質量付加部材１８は、適宜の金属や金属及び樹脂の合成材料、あるいはセラミックスなどからなる。質量付加部材１８は、質量付加作用が高いタングステンなどの、密度が高い金属からなることが好ましい。それによって、振動装置１の小型化を容易に進めることができる。
　本実施形態においては、振動板６の固定部７の中心と質量付加部材１８の重心とは重なっている。もっとも、振動板６と質量付加部材１８との位置関係はこれに限定されない。
　本実施形態の特徴は、以下の点にある。１）振動板６と固定電極１７Ａ～１７Ｄとが一体の部材であること。２）第１の辺部７Ａから第１の振動部８が延びており、第２の辺部７Ｂから固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂが延びており、第３の辺部７Ｃから第２の振動部９が延びており、第４の辺部７Ｄから固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄが延びていること。
　振動板６と固定電極１７Ａ～１７Ｄとが一体の部材であることにより、振動板６と固定電極１７Ａ～１７Ｄとの間に接合部が存在しないため、振動による接合強度の劣化がなく、振動装置１の信頼性を高めることができる。加えて、固定電極１７Ａ～１７Ｄと振動板６とを接続するための部材を設ける工程や、固定電極１７Ａ～１７Ｄと振動板６とを接続する工程を省くことができ、生産性を高めることができる。さらに、固定電極１７Ａ～１７Ｄと振動板６とを接続するための部材などが不要であるため、振動装置１を小型にすることができる。
　ここで、振動板６の固定部７は、第１の振動部８及び第２の振動部９を固定する部分であるが、第１の振動部８及び第２の振動部９の振動に伴い微小に変位する。例えば、第１の辺部から第１の振動部、固定電極が延びている場合、固定電極により第１の辺部の剛性が高くなり、第１の振動部の振動が阻害される。これに対して、本実施形態においては、異なる方向に延びる第１の辺部７Ａ及び第２の辺部７Ｂのうち、第１の辺部７Ａから第１の振動部８が延びており、第２の辺部７Ｂから固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂが延びている。それによって、第１の振動部８の振動の阻害が生じ難い。同様に、第３の辺部７Ｃから第２の振動部９が延びており、第４の辺部７Ｄから固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄが延びていることにより、第２の振動部９の振動の阻害が生じ難い。これにより、振動の効率を高めることができ、小型であっても大きな振動を発生する振動装置１が得られる。
　本実施形態においては、振動板６、固定電極１７Ａ、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ、固定電極１７Ｄ及び筐体２の側壁部４は、第１のインサート成形体１２Ａである。より具体的には、振動板６における固定部７の一部が、側壁部４の内部に設けられることにより固定されている。さらに、固定電極１７Ａ～１７Ｄは振動板６と一体の部材である。それによって、振動板６及び固定電極１７Ａ～１７Ｄを、接合用の部材などを用いずに好適に固定することができる。従って、小型化をより一層容易に進めることができる。
　給電電極１９Ａ、給電電極１９Ｂ及び筐体２のベース部３は、第２のインサート成形体１２Ｂである。より具体的には、給電電極１９Ａ及び給電電極１９Ｂの一部が、ベース部３の内部に設けられている。それによって、給電電極１９Ａ及び給電電極１９Ｂを、接合用の部材などを用いずに好適に固定することができる。従って、振動装置１の小型化をより一層容易に進めることができる。なお、筐体２の側壁部４及びベース部３は、必ずしもインサート成形体として設けられていなくともよい。
　本実施形態においては、振動板６の第１の振動部８及び第２の振動部９は自由端を有する片持ち梁構造であるが、両持ち梁構造であってもよい。この場合においても、振動板６と固定電極１７Ａ～１７Ｄとが一体の部材であることにより、生産性を高めることができ、かつより確実に振動を外部に伝搬させることができる。
　以下において、第１の実施形態に係る振動装置１の製造方法の一例を説明する。
　図７は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造に用いられる第１の板部材を示す斜視図である。図８は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。図９は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。図１０は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。なお、図１０においては、側壁部の内部を透視して示し、質量付加部材をハッチングにより示す。
　図７に示すように、第１の板部材２５を用意する。第１の板部材２５は、固定電極部分２７Ａ、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄを有する。固定電極部分２７Ａは、図３に示した固定電極１７Ａとなる部分である。同様に、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄは、それぞれ、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄとなる部分である。
　第１の板部材２５は、第１の振動部８、第２の振動部９及び固定部７を含む振動板部分２６を有する。振動板部分２６は振動板６となる部分である。さらに、第１の板部材２５は、固定電極部分２７Ａ、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄを接続している、枠状の接続部分２３を有する。なお、第１の板部材２５は接続部分２３を有していなくともよい。第１の板部材２５は導電性部材である。
　次に、図８に示すように、インサート成形により、第１の板部材２５の一部を内部に含むように、上記筐体２の側壁部４が構成された、インサート成形体２２Ａを形成する。このとき、振動板部分２６の固定部７の少なくとも一部が側壁部４の内部に位置し、かつ固定電極部分２７Ａ～２７Ｄが側壁部４を貫通するように、側壁部４を設ける。それによって、接合用の部材などを用いずに振動板部分２６、固定電極部分２７Ａ～２７Ｄを側壁部４に固定することができる。
　次に、図９に示すように、第１の板部材２５の振動板部分２６における第１の振動部８の第１の主面８ａ上に第１の圧電振動子１３Ａを設ける。同様に、第１の板部材２５の振動板部分２６における第２の振動部９の第１の主面９ａ上に第２の圧電振動子１３Ｂを設ける。次に、図１０に示すように、第１の振動部８の自由端及び第２の振動部９の自由端に質量付加部材１８を接続する。
　次に、固定電極部分２７Ａを折り曲げることにより、曲げ部２７ａを設ける。同様に、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄを折り曲げることにより、曲げ部２７ｂ、曲げ部２７ｃ及び曲げ部２７ｄをそれぞれ設ける。なお、固定電極部分２７Ａ、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄを折り曲げるに際し、図９に示した接続部分２３から固定電極部分２７Ａ～２７Ｄを切り離す。もっとも、第１の板部材２５は、固定電極部分２７Ａ～２７Ｄを切り離さずに折り曲げられるように構成されていてもよい。
　図１１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造に用いられる第２の板部材を示す斜視図である。図１２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。図１３は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。図１４は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
　他方、図１１に示すように、給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂが一体となった第２の板部材２８を用意する。給電電極部分２９Ａは図２に示した給電電極１９Ａとなる部分であり、給電電極部分２９Ｂは給電電極１９Ｂとなる部分である。第２の板部材２８は、給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂを接続している接続部分２４を有する。なお、第２の板部材２８は、接続部分２４を有していなくともよい。
　次に、図１２に示すように、インサート成形により、第２の板部材２８の一部を内部に含むように、上記筐体２のベース部３が構成された、インサート成形体２２Ｂを形成する。このとき、給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂの一部がベース部３の内部に位置するように、ベース部３を設ける。それによって、給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂを、接合するための部材を用いずに、ベース部３に固定することができる。
　次に、図１３に示すように、ベース部３により側壁部４の第２の開口端面４ｂ側を塞ぐように、インサート成形体２２Ａとインサート成形体２２Ｂとを接合する。次に、固定電極部分２７Ａの曲げ部２７ａがベース部３の底面３ｂ上に位置するように、固定電極部分２７Ａを折り曲げる。これにより、固定電極部分２７Ａが側壁部４の外側面上に位置する部分及びベース部３の底面３ｂ上に位置する部分を有するように、固定電極部分２７Ａを配置する。同様に、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄの曲げ部２７ｂ、曲げ部２７ｃ及び曲げ部２７ｄがベース部３の底面３ｂ上に位置するように、固定電極部分２７Ｂ～２７Ｄを折り曲げる。これにより、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄが側壁部４の外側面上に位置する部分及びベース部３の底面３ｂ上に位置する部分を有するように、固定電極部分２７Ｂ～２７Ｄを配置する。それによって、図１４に示すように、固定電極１７Ａ、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄを得る。
　次に、第２の板部材２８の給電電極部分２９Ａを折り曲げることにより、曲げ部２９ａを設ける。さらに、給電電極部分２９Ａを折り曲げることにより、給電電極部分２９Ａにおける、側壁部４の第１の外側面４ｃ上に位置する部分を設け、かつ曲げ部２９ａを側壁部４の第１の開口端面４ａ上及び第１の圧電振動子１３Ａ上に配置する。このように、給電電極部分２９Ａを、第１の外側面４ｃ上、第１の開口端面４ａ上及び第１の圧電振動子１３Ａ上に位置するように配置する。
　同様に、給電電極部分２９Ｂを折り曲げることにより曲げ部２９ｂを設ける。さらに、給電電極部分２９Ｂを折り曲げることにより、給電電極部分２９Ｂにおける、側壁部４の第３の外側面４ｅ上に位置する部分を設け、かつ曲げ部２９ｂを側壁部４の第１の開口端面４ａ上及び第２の圧電振動子１３Ｂ上に配置する。このように、給電電極部分２９Ｂを、第３の外側面４ｅ上、第１の開口端面４ａ上及び第１の圧電振動子１３Ａ上に位置するように配置する。なお、振動板６に接しないように、給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂを配置する。給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂを折り曲げるに際し、接続部分２４から給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂを切り離す。もっとも、第２の板部材２８は、各給電電極部分を切り離さずに折り曲げられるように構成されていてもよい。
　次に、第１の圧電振動子１３Ａの第２の外部電極１５Ｂに給電電極部分２９Ａを接合する。第２の外部電極１５Ｂと給電電極部分２９Ａとの接合には、例えば、半田を用いることができる。同様に、第２の圧電振動子１３Ｂに給電電極１９Ｂを接合する。次に、側壁部４上に、図１に示した蓋部５を設ける。
　図１５は、本発明の第２の実施形態に係る振動装置の給電電極付近を示す斜視図である。図１６は、図１５に示す部分において、蓋部を省略した斜視図である。
　図１５及び図１６に示すように、本実施形態は、給電電極３９Ａが突起部３９ｃ及び突起部３９ｄを有し、筐体３２の蓋部３５が凹部３５ａ及び凹部３５ｂを有する点において、第１の実施形態と異なる。さらに、突起部３９ｃと凹部３５ａとが嵌合しており、突起部３９ｄと凹部３５ｂとが嵌合している点においても第１の実施形態と異なる。なお、給電電極３９Ａに対向する給電電極も給電電極３９Ａと同様に突起部を有し、該突起部と蓋部の凹部とが嵌合している。上記の点以外においては、本実施形態の振動装置は第１の実施形態の振動装置１と同様の構成を有する。
　本明細書において、例えば、突起部３９ｃと凹部３５ａとが嵌合しているとは、少なくとも、突起部３９ｃと、凹部３５ａの内面における側壁部４の第１の外側面４ｃ側の部分とが接していることをいう。突起部３９ｃと凹部３５ａとが嵌合していることにより、少なくとも側壁部４の外側への給電電極３９Ａの位置ずれを抑制することができる。よって、給電電極３９Ａが第１の圧電振動子１３Ａから剥離し難い。例えば、給電電極３９Ａにおける第１の外側面４ｃ上に位置する部分が外部に接合され、給電電極３９Ａに対して側壁部４の外側方向に外力が加わる場合などに特に好適である。あるいは、給電電極３９Ａにおける第１の外側面４ｃ上に位置する部分が半田などにより外部に接合され、熱膨張などが生じた場合においても、給電電極３９Ａの位置ずれを効果的に抑制することができる。
　本実施形態では、給電電極３９Ａが突起部３９ｃ及び突起部３９ｄを有し、突起部３９ｃ及び突起部３９ｄがそれぞれ凹部３５ａ及び凹部３５ｂと嵌合しているため、給電電極３９Ａの位置ずれをより一層抑制することができる。
　なお、給電電極３９Ａの突起部の個数及び形状は特に限定されない。あるいは、給電電極３９Ａに凹部または貫通孔が設けられており、蓋部３５に突起部が設けられており、かつ給電電極３９Ａの凹部または貫通孔と蓋部３５の突起部とが嵌合していてもよい。
　本実施形態においても、振動板６と固定電極とは一体の部材である。従って、第１の実施形態と同様に、生産性を高めることができ、かつより確実に振動を外部に伝搬させることができる。
１…振動装置
２…筐体
３…ベース部
３ｂ…底面
４…側壁部
４ａ…第１の開口端面
４ｂ…第２の開口端面
４ｃ～４ｆ…第１～第４の外側面
５…蓋部
６…振動板
７…固定部
７Ａ～７Ｄ…第１～第４の辺部
８…第１の振動部
８ａ，８ｂ…第１，第２の主面
８ｃ…板状部
８ｄ…接続部
９…第２の振動部
９ａ，９ｂ…第１，第２の主面
９ｃ…板状部
９ｄ…接続部
１０…接合部材
１２Ａ，１２Ｂ…第１，第２のインサート成形体
１３Ａ，１３Ｂ…第１，第２の圧電振動子
１４…圧電体部
１４ａ，１４ｂ…面
１５Ａ，１５Ｂ…第１，第２の外部電極
１７Ａ～１７Ｄ…固定電極
１７ａ～１７ｄ…曲げ部
１８…質量付加部材
１８ａ，１８ｂ…第１，第２の傾斜部
１９Ａ，１９Ｂ…給電電極
１９ａ，１９ｂ…曲げ部
２２Ａ，２２Ｂ…インサート成形体
２３，２４…接続部分
２５…第１の板部材
２６…振動板部分
２７Ａ～２７Ｄ…固定電極部分
２７ａ～２７ｄ…曲げ部
２８…第２の板部材
２９Ａ，２９Ｂ…給電電極部分
２９ａ，２９ｂ…曲げ部
３２…筐体
３５…蓋部
３５ａ，３５ｂ…凹部
３９Ａ…給電電極
３９ｃ，３９ｄ…突起部

Claims (13)

  1. 　振動部及び固定部を有する振動板と、
    　前記振動部に設けられた振動子と、
    　固定電極と、
    を備え、
    　前記固定部が、異なる方向に延びる第１の辺部及び第２の辺部を有し、
    　前記振動板と前記固定電極とが一体の部材であり、前記第１の辺部から前記振動部が延びており、前記第２の辺部から前記固定電極が延びている、振動装置。
  2. 　側壁部を有する筐体をさらに備え、
    　前記筐体に前記固定部が固定されており、
    　前記側壁部が外側面を含み、
    　前記固定電極が前記外側面上に位置する部分を有する、請求項１に記載の振動装置。
  3. 　前記振動板、前記固定電極及び前記筐体の前記側壁部が１つのインサート成形体であり、
    　前記固定部の少なくとも一部が、前記側壁部の内部に設けられている、請求項２に記載の振動装置。
  4. 　前記筐体が、底面を含むベース部を有し、
    　前記筐体の前記側壁部が、対向し合う第１の開口端面及び第２の開口端面を有し、
    　前記底面が、前記第２の開口端面側に配置されており、
    　前記固定電極が、前記底面上に位置する曲げ部を有する、請求項２または３に記載の振動装置。
  5. 　前記振動子に電気的に接続されている給電電極をさらに備え、
    　前記給電電極及び前記ベース部が１つのインサート成形体であり、
    　前記給電電極の一部が、前記第１の開口端面上に位置する曲げ部を有する、請求項４に記載の振動装置。
  6. 　前記振動子が圧電振動子であり、
    　前記振動子が前記振動板の一方主面上に設けられている、請求項１～５のいずれか１項に記載の振動装置。
  7. 　前記振動部に接続されている質量付加部材をさらに備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の振動装置。
  8. 　前記固定部が、前記第１の辺部に対向する第３の辺部を有し、
    　前記振動部が第１の振動部及び第２の振動部を含み、前記第１の振動部が前記第１の辺部から延びており、前記第２の振動部が前記第３の辺部から延びている、請求項１～７のいずれか１項に記載の振動装置。
  9. 　固定電極部分と、振動部及び固定部を含む振動板部分とを有し、前記固定電極部分と前記振動板部分が一体の部材である、第１の板部材を用意する工程と、
    　振動子を設ける工程と、
    を備える、振動装置の製造方法。
  10. 　前記第１の板部材に、対向し合う第１の開口端面及び第２の開口端面と、前記第１の開口端面及び前記第２の開口端面に接続された外側面と、を含む側壁部を設ける工程と、
    　前記第１の板部材の前記固定電極部分を折り曲げ、前記側壁部の前記外側面上に前記固定電極部分を配置する工程と、
    をさらに備える、請求項９に記載の振動装置の製造方法。
  11. 　前記第１の板部材に前記側壁部を設ける工程を、前記第１の板部材を内部に含むように前記側壁部が構成された、インサート成形体を形成することにより行い、前記振動板部分の前記固定部の少なくとも一部を、前記側壁部の内部に設けることにより固定する、請求項１０に記載の振動装置の製造方法。
  12. 　給電電極部分の一部を内部に含むように、底面を含むベース部が構成された、インサート成形体を形成する工程と、
    　前記ベース部を、前記側壁部の前記第２の開口端面側に配置する工程と、
    　前記給電電極部分を折り曲げ、前記側壁部の前記外側面上及び前記第１の開口端面上に配置する工程と、
    　前記給電電極部分を前記振動子に接続する工程と、
    をさらに備え、
    　前記側壁部の前記外側面上に前記固定電極部分を配置する工程において、前記固定電極部分の一部を前記ベース部の前記底面上に配置する、請求項１０または１１に記載の振動装置の製造方法。
  13. 　給電電極部分の一部を内部に含むように、底面を含むベース部が構成され、前記給電電極部分を有する第２の板部材を含む、インサート成形体を形成する工程と、
    　前記ベース部を、前記側壁部の前記第２の開口端面側に配置する工程と、
    　前記給電電極部分を折り曲げ、前記側壁部の前記外側面上及び前記第１の開口端面上に配置する工程と、
    　前記給電電極部分を前記振動子に接続する工程と、
    をさらに備え、
    　前記側壁部の前記外側面上に前記固定電極部分を配置する工程において、前記固定電極部分の一部を前記ベース部の前記底面上に配置する、
    請求項１０または１１に記載の振動装置の製造方法。
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