壓電振動組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及壓電振動組件。本發(fā)明包括：壓電元件，其通過外部電源的施加而反復(fù)進(jìn)行膨脹和收縮變形，從而生成振動力；上部殼體，其下部面開放，用于形成內(nèi)部空間；下部殼體，其與該上部殼體的下部面結(jié)合而覆蓋在上部殼體的下部面；振動板，其以預(yù)定的間隔位于下部殼體之上，用于安裝壓電元件。特別是，本發(fā)明的特征在于，上部殼體的內(nèi)側(cè)的橫向長度形成為大于振動板的橫向長度，以上部殼體的內(nèi)側(cè)面與所述振動板的緣部不接觸的方式排列。
【專利說明】壓電振動組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓電振動組件。
【背景技術(shù)】[0002]通常，在手機(jī)、電子書(E-book)終端機(jī)、游戲機(jī)、PMP等便攜式電子設(shè)備中，振動功能以各式各樣的用途被靈活運(yùn)用。
[0003]特別是，這樣的以產(chǎn)生振動為目的的振動產(chǎn)生裝置主要搭載于便攜式電子設(shè)備，作為無聲的信息接收信號的警報(bào)功能來使用。
[0004]當(dāng)前的實(shí)際情況是:隨著這樣的便攜式電子設(shè)備的多功能化，不僅要求振動產(chǎn)生裝置小型化，而且要求振動產(chǎn)生裝置的集成化、多樣的高功能化。
[0005]并且，最近根據(jù)用戶的想要簡便地使用便攜式電子設(shè)備的要求，通常選擇以觸摸便攜式電子設(shè)備來進(jìn)行輸入的觸摸式設(shè)備。
[0006]當(dāng)前，通用的觸覺P、7。f ^ ^ )設(shè)備除了包含有以觸摸而進(jìn)行輸入的概念之外，還包含有將反映用戶界面使用者的直觀經(jīng)驗(yàn)而針對觸摸所進(jìn)行的反饋進(jìn)行多樣化的概念這樣的更寬的范圍。
[0007]這樣的觸覺設(shè)備通常通過對壓電元件施加外部電源而使壓電元件反復(fù)膨脹和/或收縮變形，從而提供振動，這樣的壓電元件如專利文獻(xiàn)I的超聲波線性電動機(jī)(linearmotor)所記載那樣不僅能夠改善耐濕性而且改善耐久性。
[0008]專利文獻(xiàn)I的超聲波線性電動機(jī)為了能夠提高在濕度較高的環(huán)境和塵埃產(chǎn)生較多的環(huán)境下的壓電元件的性能和壽命，通過用保護(hù)材料例如硅橡膠覆蓋在壓電元件的周圍從而能夠防止壓電元件與構(gòu)成超聲波線性電動機(jī)的多個(gè)構(gòu)成部件之間的碰撞的發(fā)生。
[0009]不過，專利文獻(xiàn)I的超聲波線性電動機(jī)因?yàn)楦采w除借助平移運(yùn)動而產(chǎn)生振動力的壓電元件的一部分之外的剩余部分，所述膨脹或者收縮變形率不得不顯著地降低。
[0010]也就是現(xiàn)有技術(shù)的保護(hù)材反而成為使壓電元件的振動力降低的主要原因而起作用，因此，必須研究從外部要因來保護(hù)壓電元件的其他方案。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本實(shí)用新型公開平2-94486號
【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明是為了解決前述的缺點(diǎn)而導(dǎo)出的，其目的在于針對外部沖擊、特別是落下沖擊時(shí)產(chǎn)生的碰撞來保護(hù)被安裝于振動板的壓電兀件。
[0014]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的壓電振動組件為了使上部殼體的內(nèi)側(cè)面與振動板的緣部以不接觸的方式相互分開，從而能夠在沖擊時(shí)保護(hù)振動板和壓電元件，其特征在于，該壓電振動組件包括:壓電元件，其通過外部電源的施加而反復(fù)進(jìn)行膨脹和收縮變形，從而生成振動力；上部殼體，其下部面開放，用于形成內(nèi)部空間；下部殼體，其與該上部殼體的下部面結(jié)合而覆蓋在所述上部殼體的下部面而能夠與上部殼體一起形成內(nèi)部空間；振動板，其以預(yù)定的間隔位于該下部殼體之上，用于安裝壓電元件，上部殼體的內(nèi)側(cè)的橫向長度形成為大于振動板的橫向長度。
[0015]本發(fā)明的壓電振動組件還具有重量體，用以來増加壓電元件的振動力。
[0016]可選擇地，本發(fā)明的壓電振動組件具有從振動板的兩側(cè)面的中心向垂直上方豎立設(shè)置的一對支承板，在該支承板之間配置有重量體。
[0017]上部殼體的內(nèi)側(cè)的橫向長度形成為大于下部殼體的橫向長度，能夠以與振動板類似的方式排列成上部殼體的橫向的兩端部與下部殼體的橫向的兩端部不接觸。
[0018]作為一例，本發(fā)明的壓電振動組件以具有從其兩端部向上方突出的安裝固定部的下部殼體和扁平的板狀的振動板為手段，能夠在下部殼體與振動板之間提供預(yù)定的間隔。并且，能夠使下部殼體的安裝固定部之間的間隔距離形成為大于壓電元件長度。
[0019]作為另一例，本發(fā)明的壓電振動組件以在其兩端部具有向下方具有臺階的臺階部的振動板和扁平的板狀的下部殼體為手段，也能夠在下部殼體與振動板之間提供預(yù)定的間隔。并且，振動板的臺階部間的間隔距離能夠形成為大于壓電元件長度。
[0020]并且，使上部殼體的內(nèi)側(cè)的縱向長度形成為大于所述振動板的縱向長度，使上部殼體的內(nèi)側(cè)面與振動板的緣部彼此不接觸。
[0021]以上，通過本發(fā)明的說明，本發(fā)明提供一種壓電振動組件，能夠相對于外部沖擊確實(shí)地保護(hù)能夠提供振動力的壓電元件和具有該壓電元件的振動板。
[0022]特別是，與壓電振動組件的長度方向，也就是橫向碰撞，而且與壓電振動組件的高度方向碰撞相對比，本發(fā)明在落下沖擊時(shí)使振動板和/或壓電元件不碰到其他構(gòu)成零部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明的壓電振動組件的一種實(shí)施例的立體圖。
[0024]圖2是圖1所示的壓電振動組件的立體分解圖。
[0025]圖3是沿著圖1的II1-1II線的概略地表示壓電振動組件的剖視圖。
[0026]圖4a是表示圖3所示的壓電振動組件的驅(qū)動過程的圖。
[0027]圖4b是表示圖3所示的壓電振動組件的驅(qū)動過程的圖。
[0028]圖4c是表示圖3所示的壓電振動組件的驅(qū)動過程的圖。
[0029]圖5是表示本發(fā)明的壓電振動組件的另一種實(shí)施例的剖視圖。
[0030]附圖標(biāo)記說明
[0031]100壓電振動組件
[0032]110上部殼體
[0033]120振動板
[0034]130壓電元件
[0035]140下部殼體
[0036]200 重量體
【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明的目的、特定的長處以及新特征通過與附圖有關(guān)的下面的詳細(xì)說明及優(yōu)選的實(shí)施例而更加清楚。在本說明書中必須留意到:在各附圖中構(gòu)成元件標(biāo)注參照附圖標(biāo)記時(shí)，只要是相同的構(gòu)成元件，即使示出在不同的附圖中，也盡可能地標(biāo)注相同的編號。另外，“一面”、“另一面”、“第1”、“第2”等用語用于使一個(gè)構(gòu)成元件區(qū)別于其他的構(gòu)成元件，構(gòu)成元件并不被所述用語限定。下面，在說明本發(fā)明時(shí)，省略了對有可能使本發(fā)明的主旨不清楚的公知技術(shù)的詳細(xì)的說明。
[0038]下面，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0039]圖1是本發(fā)明的優(yōu)選的一種實(shí)施例的壓電振動組件的立體圖，圖2是圖1所示的壓電振動組件的分解立體圖。
[0040]如圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)選的一種實(shí)施例所述壓電振動組件100作為向觸摸屏(touch screen panel ;未圖示)傳遞振動力的手段來使用,所述壓電振動組件100包括上部殼體110、振動板120、壓電元件130以及下部殼體140構(gòu)成。本發(fā)明的壓電振動組件100還能夠具有重量體200。
[0041]上部殼體110構(gòu)成為一側(cè)面(例如下部面)開放的盒(box)狀，在其內(nèi)部空間能夠收容驅(qū)動體，也就是壓電元件130和振動板120。因此，優(yōu)選上部殼體110的內(nèi)側(cè)的縱向長度形成為大于振動板120的縱向長度(W12tl)15
[0042]振動板120整體形成為扁平的板狀，并與壓電元件130 —體地反復(fù)進(jìn)行膨脹及收縮變形而將壓電元件130的振動力向外部零部件傳遞。在振動板120的扁平的下部面上安裝壓電元件130，在振動板120的上部面還能夠安裝或配置重量體200。該振動板120連結(jié)在為驅(qū)動壓電元件130而施加電源的PCB (未圖示)上，為了清楚地理解本發(fā)明，省略了對振動板120與PCB之間的布線的說明。
[0043]可選擇地，振動板120能夠具有從振動板120的兩側(cè)面起沿著垂直方向豎立設(shè)置的一對支承板220，以便還能夠安裝前述的重量體200。支承板220結(jié)合在振動板120的中心部。振動板120和支承板220既能夠由一體型單個(gè)零部件構(gòu)成，也能夠利用多種接合方
式固定結(jié)合。
[0044]振動板120能夠由具有彈性力的金屬材質(zhì)、例如不銹鋼(SUS)制作，以便振動板120能夠與因由PCB所施加的外部電源而反復(fù)膨脹及收縮變形的壓電元件130 —體地變形。另外，在振動板120和壓電元件130利用焊接(*' '一〒^ >々'')結(jié)合方式彼此結(jié)合的情況下，也能夠由與壓電元件的熱膨脹系數(shù)類似的材質(zhì)的因瓦合金(invar)制作，以便防止因接合部件的硬化而而產(chǎn)生的彎曲(bending)現(xiàn)象的發(fā)生。
[0045]如前所述，振動板120由具有與壓電元件130類似的熱膨脹系數(shù)的因瓦合金材質(zhì)形成，為了在高溫的外部環(huán)境下也能夠進(jìn)行工作或者在受到熱沖擊時(shí)減少所產(chǎn)生的熱應(yīng)力(thermal stress),壓電元件130提供用于防止電特性降低的壓電劣化現(xiàn)象的效果。
[0046]在向壓電元件130施加電源的情況下，壓電元件130完全地附著于振動板120，因此，借助膨脹或者 收縮變形而在振動板120的中心部產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。在振動板120被固定于下部殼體140的兩端部的狀態(tài)下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，因此，振動板120的中心部沿著上下方向產(chǎn)生變形。為了防止因振動板120的向上下方向的變位所導(dǎo)致的壓電元件130與下部殼體140之間的碰撞的發(fā)生，優(yōu)選振動板120以分開預(yù)定的間隔(考慮到振動板的變位)的方式排列在下部殼體140上。
[0047]并且，壓電元件130能夠呈斷層型或者多層型層疊而構(gòu)成。在為呈多層型層疊而成的壓電元件的情況下，即使是較低的外部電壓也能夠確保壓電元件的驅(qū)動所需的電場。因而，由于具有能夠降低本發(fā)明的壓電振動組件100的驅(qū)動電壓的效果，所以在本發(fā)明中優(yōu)選采用呈多層型層疊而成的壓電元件130。
[0048]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所周知那樣，壓電元件130能夠由多樣的材質(zhì)制作，特別是能夠由聚合物制作。
[0049]一對支承板220以例如振動板120的縱向?qū)挾饶菢拥某潭认嗷テ叫械嘏帕校軌蛟谝粚χС邪?20間配置重量體200。重量體200是使振動力増加到最大的介質(zhì)，為了防止與振動板120直接接觸，重量體200以與振動板120隔開預(yù)定的間隔的方式定位在支承板220之間?？蛇x擇地，重量體200如圖示那樣從其中心部朝向兩端部向上方傾斜地形成，以使壓電元件130的長度在膨脹時(shí)也不與振動板120接觸。如所述那樣，在具有與振動板120的上部面垂直的支承板220的構(gòu)造中，重量體200不與振動板120接觸，因此，也能夠?qū)弘娫?30排列在振動板120的扁平的上部面上。
[0050]作為參考，重量體200能夠由金屬材質(zhì)制作，優(yōu)選由相同體積但密度相對較高的材質(zhì)、例如鎢材質(zhì)制作。
[0051]下部殼體140如圖所示那樣整體由細(xì)長的扁平的形狀的板形成，以能夠?qū)⑸喜繗んw110的開放下部面封閉的大小和形狀形成。
[0052]上部殼體110和下部殼體140能夠利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已廣泛知曉的鉚接(caulking)、焊接或黏接(*' > —等多樣的方式結(jié)合。
[0053]圖3是沿著圖1的II1-1II線的概略地表示壓電振動組件的剖視圖。
[0054]振動板120如圖所示那樣與下部殼體140平行地分開預(yù)定的間隔。優(yōu)選的是，振動板120能夠借助從其兩端部向下方具有臺階的臺階部121安裝固定在扁平的下部殼體140的兩端部上而被定位。也就是壓電振動組件100以振動板120的臺階部121為手段，能夠使振動板120和下部殼體140之間分開而形成空間。
[0055]如圖所示，本發(fā)明的優(yōu)選的一例的壓電振動組件100的特征在于，被設(shè)計(jì)成上部殼體110與振動板120不接觸，具體而言，上部殼體110的內(nèi)側(cè)面和振動板120的緣部以相互分開的方式排列。
[0056]因此，振動板120的橫向長度(L12tl)延長為小于上部殼體110的內(nèi)側(cè)的橫向長度(L110)o另外，上部殼體110的內(nèi)側(cè)的縱向長度形成為大于振動板的縱向長度(W12tl ;參照圖2)，因此，能夠在上部殼體110的內(nèi)部空間內(nèi)容納振動板120。
[0057]在此，所謂長度的用語是指將振動板120的兩端部間連結(jié)起來的直線的距離。
[0058]本發(fā)明的壓電振動組件100被設(shè)計(jì)成不會在外部沖擊，特別是落下時(shí)將向上部殼體Iio傳遞的沖擊力直接傳遞到振動板120，因此，能夠最大限度地防止壓電元件130的破損。例如外部沖擊施加于本發(fā)明的壓電振動組件100時(shí)，沖擊力優(yōu)先傳遞到覆蓋本發(fā)明的壓電振動組件100的上部殼體110。上部殼體110靠自身吸收大部分的外部而沖擊發(fā)揮緩沖器(bumper)的作用，也與相當(dāng)?shù)膿u動一起伴隨著預(yù)想不到的壓扁Λ)。不過，振動板120雖然配置在上部殼體110的內(nèi)部，但并不與上部殼體110直接接觸，因此，不會直接地傳遞施加于上部殼體Iio的外部沖擊、或者僅承受相當(dāng)少的沖擊。上部殼體110受到外力(例如碰撞)時(shí)，即使預(yù)料之外地向內(nèi)側(cè)壓扁，由于本發(fā)明的壓電振動組件100的上部殼體110的內(nèi)側(cè)的橫向長度(Llltl)與振動板120的橫向長度(L12tl)之間的距離差而使上部殼體110的內(nèi)側(cè)面不容易與振動板120的兩端部接觸。另外，向內(nèi)側(cè)壓扁了的上部殼體110的側(cè)面部置于振動板120的臺階部121上，因此，施加于上部殼體110的沖擊力不會直接向振動板120傳遞。這也是附著于振動板120的壓電元件130僅受到相當(dāng)弱的沖擊的原因，因此，能夠使壓電元件130的振動特性的變化和裂紋等最小化而提高落下可靠性。
[0059]并且，下部殼體140的橫向長度也能夠延長為小于上部殼體110的內(nèi)側(cè)長度(Lno)。
[0060]圖4a?圖4c是表示圖3所示的壓電振動組件的驅(qū)動過程的圖，本發(fā)明的優(yōu)選的一例的壓電振動組件100與觸摸屏或LCD那樣的圖像顯示部結(jié)合而將振動力向外部傳遞。
[0061]圖4a是在施加外部電源之前的狀態(tài)下將上部殼體排除了的壓電振動組件的主視圖。圖4b是在電源施加時(shí)壓電元件130的長度膨脹的壓電振動組件100的主視圖，壓電元件130的長度變長時(shí)，振動板120的相對的變形率較小，振動板120固定于下部殼體140，因此，以振動板120向下方撓曲的方式進(jìn)行驅(qū)動。另一方面，在圖4c中，在電源施加時(shí)壓電元件130的長度變短時(shí)，以振動板120向上方撓曲的方式進(jìn)行驅(qū)動。
[0062]如圖所示，由于上下方向的振動，具有壓電元件130的觸覺設(shè)備的用戶能夠檢測振動反饋。
[0063]圖5是表示本發(fā)明的壓電振動組件的另一例的剖視圖。本發(fā)明的另一例的壓電振動組件100'除了圖1至圖3所示的本發(fā)明的一例的壓電振動組件100中的振動板120與下部殼體140的形狀之外與圖1?圖3所示的本發(fā)明的一例的壓電振動組件100相同。因而，為了清楚地理解本發(fā)明，省略了對類似或同一構(gòu)成部件的說明。
[0064]振動板120'與下部殼體140'平行地分開預(yù)定的間隔，優(yōu)選的是，下部殼體140;具有從其兩端部向上方突出的安裝固定部141'，能夠?qū)⒄駝影?20'安裝固定在兩個(gè)安裝固定部141'上而進(jìn)行定位。
[0065]另外，本發(fā)明的壓電振動組件10(V也通過使振動板12(V的橫向長度(L12/ )小于上部殼體110的內(nèi)側(cè)的橫向長度(Llltl),而設(shè)計(jì)成上部殼體110的內(nèi)側(cè)面不與振動板120'的長度方向上的兩端部接觸、而且上部殼體110的內(nèi)側(cè)面不與振動板120'的寬度方向上的兩端部接觸。
[0066]并且，本發(fā)明的壓電振動組件100'能夠使下部殼體140'的長度形成為小于上部殼體Iio的內(nèi)側(cè)的長度(Llltl)15
[0067]上面基于具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但這用于對本發(fā)明進(jìn)行具體地說明，本發(fā)明并不限定于此，只要是具有本領(lǐng)域的通常的知識的人，就能夠進(jìn)行本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思內(nèi)的變形、改良是顯而易見的。
[0068]本發(fā)明的簡單的變形以至于變更都屬于本發(fā)明的領(lǐng)域，本發(fā)明的具體的保護(hù)范圍在所附的權(quán)利要求書中變得更加明確。
【權(quán)利要求】
1.一種壓電振動組件，其中， 該壓電振動組件包括: 壓電元件，所述壓電元件通過外部電源的施加而反復(fù)進(jìn)行膨脹和收縮變形，從而生成振動力； 上部殼體，所述上部殼體的下部面開放，用于形成內(nèi)部空間； 下部殼體，所述下部殼體與所述上部殼體的下部面結(jié)合而覆蓋在所述上部殼體的下部面； 振動板，所述振動板以預(yù)定的間隔位于所述下部殼體之上，用于安裝所述壓電元件，所述上部殼體的內(nèi)側(cè)的橫向長度形成為大于所述振動板的橫向長度，以所述振動板的緣部與所述上部殼體的內(nèi)側(cè)面不接觸的方式排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振動組件，其中， 該壓電振動組件還具有重量體，用以増加所述壓電元件的振動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振動組件，其中， 該壓電振動組件具有一對支承板，所述支承板從所述振動板的兩側(cè)面的中心向垂直上方豎立設(shè)置，在所述支承板之間配置有重量體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振動組件，其中， 所述上部殼體的內(nèi)側(cè)的橫向長度形成為大于所述下部殼體的橫向長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振動組件，其中， 所述下部殼體具有從該下部殼體的兩端部向上方突出的安裝固定部，所述振動板由扁平的板狀構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振動組件，其中， 所述振動板的兩端部具有向下方具有臺階的臺階部，所述下部殼體由扁平的板狀構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振動組件，其中， 所述上部殼體的內(nèi)側(cè)的縱向長度形成為大于所述振動板的縱向長度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電振動組件，其中， 所述振動板的臺階部之間的間隔距離大于所述壓電元件的長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電振動組件，其中， 所述下部殼體的安裝固定部之間的間隔距離大于所述壓電元件的長度。
【文檔編號】H03H9/02GK103888096SQ201310160731
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月21日
【發(fā)明者】樸鏡洙, 孫延昊, 鄭昇賢, 崔準(zhǔn) 申請人:三星電機(jī)株式會社