JP2014104377A - Excitation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、取り付けられた回路基板等に振動を伝播させる加振装置に関する。 The present invention relates to a vibration exciter that propagates vibration to an attached circuit board or the like.
携帯電話やスマートフォン等の携帯機器が使用者へ振動による操作感を与える試みがなされている。特許文献1は、このような操作感を与えるため、圧電バイモルフ素子によりタッチパネルを振動させることを提案している。
Attempts have been made to give a user a sense of operation by vibration of a mobile device such as a mobile phone or a smartphone.
また特許文献2は、振動板に圧電体を貼り付けたバイモルフ素子に錘を取り付けた圧電振動装置を提案している。 Patent Document 2 proposes a piezoelectric vibration device in which a weight is attached to a bimorph element in which a piezoelectric body is attached to a vibration plate.
携帯機器は落下等の衝撃力を受ける場合も多く、携帯機器内部の加振装置がこのような衝撃力を受けることで圧電素子が損傷を受けた場合には、振動を発生する能力が低下するという問題がある。 In many cases, portable devices are subject to impact such as dropping, and when the piezoelectric device is damaged by the impact of the vibration device inside the portable device, the ability to generate vibration is reduced. There is a problem.
従って本発明の目的は、加振装置における圧電素子を衝撃力から保護することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to protect a piezoelectric element in a vibration exciter from an impact force.
上記課題を本発明は、支持部と、導体板と、平板状の圧電素子と、錘を備え、前記導体板の長手方向両端部は前記支持部により支持され、前記導体板における第1の主面の中央部には前記錘が固定され、前記導体板における第2の主面の中央部には前記圧電素子が固定され、前記導体板の中央部には前記第1の主面側、または前記第2の主面側へ延長する延長部を有する加振装置によって解決する。 To solve the above problems, the present invention includes a support portion, a conductor plate, a plate-like piezoelectric element, and a weight, and both end portions in the longitudinal direction of the conductor plate are supported by the support portion. The weight is fixed to the center of the surface, the piezoelectric element is fixed to the center of the second main surface of the conductor plate, and the first main surface side or the center of the conductor plate, or This is solved by a vibration exciter having an extension extending to the second main surface side.
なお、前記延長部は前記導体板の中央部の前記長手方向に対して直交する幅方向の両端部に設けた突出部をそれぞれ折り曲げることにより前記第2の主面側に設けられたものであることが望ましい。 In addition, the said extension part is provided in the said 2nd main surface side by bending the protrusion part provided in the both ends of the width direction orthogonal to the said longitudinal direction of the center part of the said conductor board, respectively. It is desirable.
また、前記延長部は前記第2の主面側に設けられ、前記圧電素子の厚み方向よりはみ出すよう設けられていることが望ましい。 Further, it is preferable that the extension portion is provided on the second main surface side so as to protrude from the thickness direction of the piezoelectric element.
また、前記導体板の長手方向に沿った前記延長部の幅は、前記錘と前記導体板の接続部の幅よりも広いことが望ましい。 Moreover, it is preferable that the width of the extension portion along the longitudinal direction of the conductor plate is wider than the width of the connection portion between the weight and the conductor plate.
また、さらに第1の制限部と、第2の制限部を備え、前記錘の変位の上限は、前記第1の制限部により制限され、さらに前記延長部の先端の変位の上限は、前記第2の制限部により制限されることで、前記圧電素子の変形する範囲が制限されていることが望ましい。 Furthermore, a first limiting portion and a second limiting portion are further provided, the upper limit of the displacement of the weight is limited by the first limiting portion, and the upper limit of the displacement of the tip of the extension portion is the first limit It is desirable that the range of deformation of the piezoelectric element is restricted by being restricted by the restriction part 2.
また、前記支持部が弾性体であることが望ましい。 Further, it is desirable that the support portion is an elastic body.
本発明によって、加振装置における圧電素子を衝撃力から保護することができる。 According to the present invention, the piezoelectric element in the vibration exciter can be protected from impact force.
図1は本発明における加振装置の実施形態の一例を示し、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は正面図である。 FIG. 1 shows an example of an embodiment of a vibration device according to the present invention, where (a) is a perspective view, (b) is a side view, and (c) is a front view.
加振装置1は、図示されない駆動電極と共に回路基板10に接続され、固定されている。
The
加振装置1を駆動すると、図示されない圧電素子により加振装置1内部の図示されない錘が振動し、回路基板10に慣性力が伝播し、回路基板10及び付属する筐体等が振動する。
When the
回路基板10を含む携帯機器を構成すれば、携帯機器が振動し、使用者に振動を知覚させることができる。
If a portable device including the
加振装置1による振動を回路基板10を介して快適に使用者へ与える上では、振動の周波数は、騒音を不快に感じない300Hz以下が望ましく、騒音がほとんど聞き取れない100Hz以下、あるいは騒音がより聞き取れない20Hz以下(0を含まず)であればなお望ましい。
In order to comfortably give vibration to the user through the
加振装置1内部の構造について、以下に具体的な実施形態を例示する。
Specific embodiments of the internal structure of the
(実施形態1)
図2は、本発明における実施形態1の加振装置を示す断面図であり、図1(b)におけるA−A線の断面を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vibration exciter according to
加振装置1内壁には支持部21、22、23、24が固定され、導体板3は長手方向両端部を支持部21乃至24により支持されている。
Support
ここで支持部21乃至24は、圧電素子6に対する衝撃力を吸収するため、シリコーン樹脂等の弾性体とすることが望ましい。なお、支持部21乃至24を弾性体とすることで、圧電素子6の駆動時における振動のQが下がるため、加振装置内の圧電素子6が共振することを防ぎ、圧電素子6への駆動信号を停止した後に圧電素子6が停止するまでの応答時間を短縮することができる。
Here, it is desirable that the
導体板3の一方の主面の中央には接続部4を介して錘5が固定され、他方の主面の中央には圧電素子6が固定されている。
A
錘5は、中央部より端部に行くにつれて静止時の導体板3から離れてゆく形状としているため、加振装置全体が薄型化した場合でも必要な慣性力を得るための錘5の重量を確保することができる。
Since the
ここで、導電性接着剤により圧電素子6を導体板3へ固定することで、導体板3がそのまま圧電素子6の電極となり、余分なリード線を省略できるため、望ましい。
Here, fixing the
なお、導体板3の中央にある延長部31は、圧電素子6の取り付けられた面に向かって折り曲げられている。
The
圧電素子6からリード線やフレキシブル基板により図示されない加振装置1の外部電極へ駆動電極を導出し、回路基板からの電圧信号により圧電素子6を屈曲振動させることで、加振装置1より慣性力が発生する。
A drive electrode is led out from the
すなわち、圧電素子6への交流等の時間変化する電圧を印加することにより、圧電素子6は屈曲振動を起こし、導体板3と錘5が振動する。この際、錘5の慣性力が導体板3、支持部21乃至24を介して加振装置1を取り付けた回路基板等に伝達され、回路基板等を振動させることができる。
That is, by applying a time-varying voltage such as alternating current to the
ここで、錘5の振動変位は制限部11により制限され、延長部31先端の振動変位は制限部12により制限されている。従って、圧電素子6の強度の限界を超すような屈曲を起こさないよう、制限部11、12により振動変位を制限することが可能となる。
Here, the vibration displacement of the
また、延長部31の長手方向に沿った幅を接続部4の幅よりも広くすることで、延長部31の剛性により、導体板3の振動変位をさらに制限することもできる。
Further, by making the width of the
図3は、本発明における実施形態1の加振装置を示す断面図であり、図1(c)におけるB−B線の断面を示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the vibration exciter according to
延長部31は、導体板3の中央部断面における両端に設けられているが、このように導体板3を面対称な構成とすることで、圧電素子6により駆動される振動モードが安定化することができるため、望ましい。
The
なお、延長部31を、導体板3の中央部断面における片端のみに設けても良い。
The
すなわち本発明は、支持部21乃至24と、導体板3と、平板状の圧電素子6と、錘5を備え、導体板3の長手方向両端部は支持部21乃至24により支持され、導体板3における第1の主面の中央部には錘5が固定され、導体板3における第2の主面の中央部には圧電素子6が固定され、導体板3の中央部には第1の主面側、または第2の主面側へ延長する延長部31を有する加振装置の実施形態を取り得る。
That is, the present invention includes
延長部31により圧電素子6の変形が制限されるため、強度の限界を超すような屈曲が起きることを防ぐことができる。
Since the deformation of the
また、本発明は、延長部31は導体板3の中央部の長手方向に対して直交する幅方向の両端部に設けた突出部をそれぞれ折り曲げることにより第2の主面側に設けられた加振装置の実施形態を取り得る。
Further, according to the present invention, the
延長部31を、導体板3を折り曲げる簡単な工程で作成することができ、そもそも導体板3と一体化されていることから、導体板3との接合部の強度を確保することができる。
The
また、本発明は、延長部31は第2の主面側に設けられ、圧電素子6の厚み方向よりはみ出すよう設けられている加振装置の実施形態を取り得る。
Further, the present invention can take an embodiment of a vibration device in which the
上記構成とすることで、圧電素子6が加振装置1の内壁に衝突することを防ぎ、圧電素子6の保護を確実に行うことができる。
By setting it as the said structure, it can prevent that the
また、本発明は、導体板3の長手方向に沿った延長部31の幅は、錘5と導体板3の接続部4の幅よりも広い加振装置の実施形態を取り得る。
Further, the present invention can take an embodiment of a vibration exciter in which the width of the
上記構成とすることで、延長部31の剛性により、導体板3の振動変位をさらに制限し、圧電素子6の保護を確実に行うことができる。
With the above configuration, the vibration displacement of the
(実施形態2)
図4は、本発明における実施形態2の加振装置を示す断面図であり、図1(b)におけるA−A線の断面を示している。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the vibration exciter according to Embodiment 2 of the present invention, and shows a cross section taken along line AA in FIG.
実施形態1における図2とは、延長部31の長手方向に沿った幅が接続部4の幅よりも狭く、弾性体111、121を制限部11、12の中央部に配している点で異なる。
2 in
本実施形態は、延長部31の長手方向に沿った幅が接続部4の幅よりも狭くすることで、導体板3の制限範囲内での振動力を高め、ひいては加振装置としての慣性力を高めることができる。
In this embodiment, the width along the longitudinal direction of the
この際、接続部4の剛性により導体板3の振動を制限しないよう、接続部4をシリコーン樹脂等の弾性体とすることが望ましい。
At this time, it is desirable that the
図5は、本発明における実施形態2の加振装置を示す断面図であり、図1(c)におけるB−B線の断面を示している。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing the vibration exciter according to Embodiment 2 of the present invention, and shows a cross section taken along line BB in FIG.
実施形態1と異なり、錘5の振動変位は制限部11上の弾性体111により制限され、延長部31先端の振動変位は制限部12上の弾性体121により制限されている。
Unlike the first embodiment, the vibration displacement of the
従って、錘5と延長部31先端が制限部11、12と直接衝突することはなく、圧電素子6への衝撃を緩和することができる。
Accordingly, the
(実施形態3)
図6は、本発明における実施形態3の加振装置を示す断面図であり、図1(b)におけるA−A線の断面を示している。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the vibration exciter according to
実施形態1における図2とは、導体板3の中央にある延長部31が、錘5の取り付けられた面に向かって折り曲げられている点で異なっている。
2 differs from FIG. 2 in the first embodiment in that the
このように構成しても、延長部31の剛性により導体板3の振動変位を制限することができる。
Even if comprised in this way, the vibration displacement of the
図7は、本発明における実施形態3の加振装置を示す断面図であり、図1(c)におけるB−B線の断面を示している。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the vibration exciter according to
錘5は、接続部4を介して導体板3の中央に固定されている。
The
本実施形態は、延長部31の分だけ実施形態1よりも薄型化できる点で優れている。
The present embodiment is superior in that it can be made thinner than the first embodiment by the
(実施形態4)
図8は、本発明における実施形態4の加振装置を示す断面図であり、図1(b)におけるA−A線の断面を示している。
(Embodiment 4)
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the vibration exciter according to
実施形態3における図6とは、圧電素子6の主面における2つの両面に弾性体71、72を介して2つの導体板3、32、さらに接続部41、42を介して2つの錘51、52とを配している点が異なる。
FIG. 6 in the third embodiment differs from FIG. 6 in that the two main surfaces of the
また、2つの導体板3、32の間に支持部25、26を追加している。
Further,
図9は、本発明における実施形態4の加振装置を示す断面図であり、図1(c)におけるB−B線の断面を示している。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the vibration exciter according to
加振装置1に衝撃力が加わった場合には、延長部31、33、さらには弾性体71、72により圧電素子6への衝撃が実施形態3よりも緩和される。
When an impact force is applied to the
1 加振装置
10 回路基板
11、12 制限部
21、22、23、24、25、26 支持部
3、32 導体板
31、33 延長部
4、41、42 接続部
5、51、52 錘
6 圧電素子
111、121、71、72 弾性体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
導体板と、
平板状の圧電素子と、
錘を備え、
前記導体板の長手方向両端部は前記支持部により支持され、
前記導体板における第1の主面の中央部には前記錘が固定され、
前記導体板における第2の主面の中央部には前記圧電素子が固定され、
前記導体板の中央部には前記第1の主面側、または前記第2の主面側へ延長する延長部を有することを特徴とする加振装置。 A support part;
A conductor plate;
A plate-like piezoelectric element;
With a weight,
Both longitudinal ends of the conductor plate are supported by the support portion,
The weight is fixed to the central portion of the first main surface of the conductor plate,
The piezoelectric element is fixed to a central portion of the second main surface of the conductor plate,
The vibration device according to claim 1, wherein an extension portion extending toward the first main surface side or the second main surface side is provided at a central portion of the conductor plate.
第2の制限部を備え、
前記錘の変位の上限は、前記第1の制限部により制限され、
さらに前記延長部の先端の変位の上限は、前記第2の制限部により制限されることで、
前記圧電素子の変形する範囲が制限されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の加振装置。 A first restriction unit;
A second restriction unit,
The upper limit of the displacement of the weight is limited by the first limiting unit,
Furthermore, the upper limit of the displacement of the tip of the extension is restricted by the second restriction part,
The vibration device according to claim 1, wherein a deformation range of the piezoelectric element is limited.
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