JP2013030846A - Piezoelectric exciter - Google Patents
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Abstract
Description
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。 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
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a portable terminal or the like equipped with a liquid crystal display, a speaker configured to vibrate a touch panel of the liquid crystal display is known. As an actuator for driving the speaker, a piezoelectric exciter having a cantilever beam is known.
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。 As a configuration of such a piezoelectric exciter, a beam in which a piezoelectric element is fixed to an upper surface and / or a lower surface of a flat shim, a beam support member that supports the beam in a cantilever shape, One having a base plate fixed to the lower surface of the beam support member in contact with the lower surface is widely known.
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。 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.
「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。
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。 FIG. 8 is a side view showing a conventional piezoelectric exciter in a use state (that is, a state in which it is turned upside down and attached to the lower surface of the excitation panel 2).
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。
As a configuration of the piezoelectric exciter, as shown in FIG. 8A1, the
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。
That is, as shown in FIG. 8 (a2), when the input voltage to the piezoelectric exciter increases and the vibration force increases, the end of the
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。
Further, due to the lift of the
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。
On the other hand, if the configuration described in the above “Patent Document 1” is adopted, the contact area between the
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。
However, in such a case, there is a problem that when the
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。 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.
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。 The present invention is intended to achieve the above object by devising the structure of the base plate.
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。
That is, 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.
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。 In the above configuration, 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.
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。 In the above configuration, “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.
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。 As shown in the above configuration, in the piezoelectric exciter according to the present invention, 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.
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。 In other words, 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.
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。 At that time, since 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.
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。 As described above, according to the present invention, in a piezoelectric exciter provided with a cantilever beam, it is possible to ensure the desired vibration characteristics without causing any abnormal use in the state of being attached to the excitation panel. .
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。 In the above configuration, if the pair of left and right side walls are formed so as to extend above the center of the thickness of the shim at the position of the edge on the free end side of the beam support member, stress is concentrated. It is possible to sufficiently secure the rigidity of the base plate at the easy-to-use part, and thereby the above-described effects can be further enhanced.
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。 In the above configuration, 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 it is set to a position having a length within a range of 1/4 to 3/4 with respect to the length from the position to the free end of the beam, the above-described effects can be ensured.
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。 In the above configuration, if a stopper is formed at the end of the free end side of the base plate so as to contact the beam when the beam is bent upward by a predetermined amount or more, the following effects can be obtained. Can be obtained.
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。 In other words, if a portable terminal or the like incorporating a piezoelectric exciter is subjected to an external impact due to dropping or the like, an excessive amplitude will be generated in the beam, but the base plate extending to the middle position of the beam is free to Since the stopper is formed at the end portion on the end side, it is possible to prevent the beam from being excessively bent and deformed upward. As a result, it is possible to prevent the beam from coming into contact with a structural member such as a printed circuit board or a cover member in a portable terminal or the like to be damaged. In addition, even if it does not abut so strongly as to cause such damage, the beam abuts against the printed circuit board, the cover member, etc. as the vibration force increases, and this may cause abnormal noise. Can be prevented.
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。 In this case, 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.
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。 Instead of doing this, if 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.
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。 In the above configuration, if a flat cushion member is attached to a region between the vicinity of the free end side edge of the base plate on the upper surface of the beam and the vicinity of the free end of the beam, a piezoelectric exciter is provided. When a portable terminal or the like incorporating an external shock is subjected to an external impact, 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.
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。 In the above-described configuration, if the protruding portion protruding upward is formed at the end portion on the free end side of the bottom wall of the base plate, the following operational effects can be obtained.
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。 That is, depending on the vibration mode of the beam, the beam has a maximum amplitude at a position in the longitudinal direction. At that time, 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. At this time, it is more preferable that the protrusion is configured to be elastically deformable from the viewpoint of preventing damage to the beam.
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。 In the above configuration, 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. In addition, if 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.
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。 That is, by adopting a configuration in which each guide wall of the beam support member and each side wall of the base plate are bonded and fixed, stress generated intensively at the end portion on the free end side of the base plate is caused to protrude from both guide walls. Can be dispersed in the direction. As a result, the beam support member can be maintained in close contact with the base plate with respect to the base plate, so that the lowest resonance frequency F0 can be more reliably reduced as the vibration force increases. Can be blocked.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
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。
1A and 1B are diagrams showing a
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。
As shown in these drawings, the
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。
The
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。
The
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。
One end portion of the
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。
The pair of upper and lower
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。
Metal foils 26 are attached to the upper surface of the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
In the
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。
The pair of left and
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。
The
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。
In the
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。
A
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。
The
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。
A
次に本実施形態の作用効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
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。
In the
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。
In other words, the
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。
At this time, since the
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。
As described above, according to the present embodiment, in the
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。
At this time, in the present embodiment, the pair of left and
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。
In the present embodiment, the position of the
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。
Furthermore, in the present embodiment, 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
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。
That is, when a portable terminal or the like incorporating the
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。
At this time, since the stopper is constituted by a pair of left and right
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。
Further, since the
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。
Furthermore, in the present embodiment, a
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。
And in this embodiment, since the
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。
That is, depending on the vibration mode (specifically, in the second-order or third-order vibration mode), the
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。
Such an effect can also be achieved by the pair of left and right
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。
Further, in the present embodiment, a pair of left and right guides projecting toward the free end along the pair of left and
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。
That is, by adopting a configuration in which each
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。
In the above embodiment, the
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。
In the above embodiment, the case where the
次に、上記実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of the above embodiment will be described.
まず、上記実施形態の第1変形例について説明する。 First, a first modification of the above embodiment will be described.
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。
FIG. 6 is a perspective view showing a main part of the
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。
As shown in the figure, the
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。
That is, in this modification, when the
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。
In the case of adopting the configuration of the present modification, it is possible to make each of the
次に、上記実施形態の第2変形例について説明する。 Next, a second modification of the above embodiment will be described.
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。
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing the
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。
As shown in the figure, the
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。
That is, also in this modified example, a protruding
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。
When the configuration of this modification is employed, the
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。 In addition, the numerical value shown as a specification in the said embodiment and each modification is only an example, and of course, you may set these to a different value suitably.
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)
2
Claims (9)
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。 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. A piezoelectric exciter, characterized in that the piezoelectric exciter is formed so as to extend to the middle of the beam toward the free end side.
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。 A pair of left and right guide walls projecting toward the free end side along the pair of left and right side walls of the base plate are formed on both left and right ends of the edge on the free end side of the beam support member,
9. The piezoelectric exciter according to claim 1, wherein the beam support member is bonded and fixed to each side wall of the base plate at each guide wall.
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