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CN108417706B - 振动器件 - Google Patents

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江泽敦
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Abstract

本发明所涉及的振动器件包括压电元件、电绝缘性的树脂构件、由金属构成的振动构件、第一粘结层和第二粘结层。树脂构件具有彼此相对的第一主面和第二主面。振动构件具有彼此相对的第三主面和第四主面。第一粘结层将压电元件与树脂构件的第一主面接合。第二粘结层将树脂构件的第二主面与振动构件的第三主面接合。树脂构件的面积大于压电元件的面积,并且振动构件的面积大于压电元件的面积。第二粘结层与振动构件相粘结的面积大于第一粘结层与树脂构件相粘结的面积。

Description

振动器件
技术领域
本发明涉及振动器件。
背景技术
包括压电元件、和具有彼此相对的一对主面的振动构件的振动器件是众所周知的(例如参照日本特开2013-219250号公报和日本特开平04-70100号公报)。压电元件与振动构件的主面相互接合。在日本特开2013-219250号公报所公开的振动器件中,振动构件由金属构成。
发明内容
根据本发明的发明人的调查研究,结果判明了如下内容。
振动构件的位移越远离压电元件越减小。因此,在压电元件的端部与振动构件的端部分开的情况下,难以在振动构件的端部获得充分的位移。为了确保振动构件的位移,振动构件例如由金属构成。为了提高在振动构件的端部的位移,在压电元件的端部与振动构件的端部彼此接近的情况下,可能会导致振动构件与压电元件之间发生短路。
本发明的第一方式的目的在于提供一种能够抑制压电元件与振动构件之间发生短路、并且能够提高在振动构件的端部的位移的振动器件。
第一方式所涉及的振动器件包括压电元件、电绝缘性的树脂构件、由金属构成的振动构件、第一粘结层和第二粘结层。树脂构件具有彼此相对的第一主面和第二主面。振动构件具有彼此相对的第三主面和第四主面。第一粘结层将压电元件与树脂构件的上述第一主面接合。第二粘结层将树脂构件的第二主面与振动构件的第三主面接合。树脂构件的面积大于压电元件的面积,并且振动构件的面积大于压电元件的面积。第二粘结层与振动构件相粘结的面积大于第一粘结层与树脂构件相粘结的面积。
在第一方式中,树脂构件的面积大于压电元件的面积。因此,树脂构件抑制在压电元件与振动构件之间发生短路。第二粘结层与振动构件相粘结的面积大于第一粘结层与树脂构件相粘结的面积。因此,在第一方式中,相比于树脂构件和压电元件的粘结面积与树脂构件和振动构件的粘结面积相同的振动器件,在振动构件的端部的位移提高。即使在压电元件小于振动构件的情况下,也能够确保在振动构件的端部的位移。结果,在第一方式中,能够抑制在压电元件与振动构件之间发生短路,并且在振动构件的端部的位移得到提高。
接着,根据本发明的发明人的调查研究,结果判明了如下内容。
在振动器件的振动频率包括在100~500Hz的范围内的情况下,振动器件的振动容易被人类的触觉感知。压电元件的振动频率与振动器件整体的共振频率越接近,振动器件的位移越大。在振动器件以振动器件整体的共振频率包括在上述范围内或者其附近的方式构成的情况下,在振动器件中,在容易被人类的触觉感知的振动频率下能够确保充分的位移。因此,为了确保通过人类的触觉的感知的容易度,希望粘结于压电元件的构件的厚度小,以使得振动器件整体的共振频率包括在上述的范围内或者其附近。
一般来说由金属构成的振动构件的热膨胀率大于压电元件的热膨胀率。因此,振动构件可能会因温度变化因引发变形。由于振动构件的厚度越小、振动构件的刚性越低,所以,振动构件的厚度越小,振动构件越容易变形。在振动构件的厚度小的情况下,可能会由于因温度变化而引起的振动构件的变形而导致压电元件受到外力。在这种情况下,压电元件容易产生龟裂。例如,在振动构件与其他构件接合的状态下驱动振动器件的情况下,一旦振动构件容易发生变形,就容易发生振动构件与其他构件的剥离。
本发明的第二方式的目的在于提供一种不易破损、并且振动容易被人类触觉感知的振动器件。
第二方式所涉及的振动器件包括压电元件、电绝缘性的树脂构件、和由金属构成的振动构件。树脂构件具有接合于压电元件的第一主面、和与第一主面相对的第二主面。振动构件具有与树脂构件的第二主面接合的第三主面、和与第三主面相对的第四主面。树脂构件的厚度小于压电元件的厚度,并且树脂构件的厚度小于振动构件的厚度。振动构件的厚度在压电元件的厚度以上。
在第二方式中,能够确保振动构件的厚度。因此,振动器件不易破损。树脂构件的厚度小于压电元件和振动构件各自的厚度。因此,振动器件的振动容易被人类的触觉感知。
接着,根据本发明的发明人的调查研究,结果判明了如下内容。
在振动构件由金属构成的情况下,可能会引发如下问题。在振动器件接近外部构件的情况下,振动构件与外部构件容易发生短路。
本发明的第三方式的目的在于提供一种即使在振动构件由金属构成的情况下,也能够抑制振动构件与外部构件之间发生短路的振动器件。
第三方式所涉及的振动器件包括压电元件、电绝缘性的树脂构件、和由金属构成的振动构件。树脂构件具有接合于压电元件的第一主面、和与第一主面相对的第二主面。振动构件具有与树脂构件的第二主面接合的第三主面、和与第三主面相对的第四主面。树脂构件覆盖振动构件的整个第三主面。
在第三方式中,树脂构件覆盖振动构件的整个第三主面。因此,振动构件的第三主面难以与外部构件电连接。结果,振动构件与外部构件不易发生短路。
各方式所涉及的振动器件可以包括与压电元件电连接的一对电极。一对电极可以配置于树脂构件的第一主面上。在这种情况下,向压电元件施加电压的电极能够以节省空间的方式简单地配置。
接着,根据本发明的发明人的调查研究,结果判明了如下内容。
在振动构件为玻璃板的情况下,振动构件的Q值和强度较低。因此,振动器件的位移量难以提高。
本发明的第四方式的目的在于提供一种能够实现位移量提高的振动器件。
第四方式所涉及的振动器件包括:具有压电素体、第一电极以及第二电极的压电元件;电绝缘性的树脂构件;由金属构成的振动构件;第三电极以及第四电极;第一导电性树脂层;和第二导电性树脂层。压电素体具有彼此相对的第一主面和第二主面。第一电极和第二电极配置于第一主面上。树脂构件具有与压电元件接合的第三主面、和与第三主面相对的第四主面。振动构件具有与树脂构件的第四主面接合的第五主面、和与第五主面相对的第六主面。第三电极和第四电极配置于树脂构件的第三主面上。第一导电性树脂层将第一电极与第三电极连接。第二导电性树脂层将第二电极与第四电极连接。
在第四方式中,振动构件由金属构成。由金属构成的振动构件与由玻璃构成的振动构件相比,具有高Q值和强度。因此,振动器件的位移量提高。在振动构件与压电元件之间配置有树脂构件。因此,即使在振动构件由金属构成的情况下,也能够抑制振动构件与压电元件之间发生短路。压电元件的第一电极与第三电极通过第一导电性树脂层连接。压电元件的第二电极与第四电极通过第二导电性树脂层连接。因此,在第四方式中,相比于第一电极与第三电极相接、并且第二电极与第四电极相接的结构,振动器件的位移量提高。
在第四方式中,从与第一主面正交的方向观察,第三电极和第四电极可以与压电元件分离。在第三电极和第四电极配置于压电元件与树脂构件之间的情况下,压电元件由于与第三电极和第四电极抵接,可能导致相对于振动构件的第五主面和第六主面倾斜。在压电元件与树脂构件接合时,存在从第三电极和第四电极向压电元件施加力的情况。在这些情况下,可能导致压电素体产生龟裂。在从与第一主面正交的方向观察第三电极和第四电极与压电元件分离的情况下,能够抑制发生压电元件的倾斜以及发生压电素体的龟裂。
第四方式所涉及的振动器件可以具有将压电元件与第三主面接合的粘结层。在这种情况下,压电元件可以具有配置于第二主面上、且与第一电极电连接的第五电极。粘结层可以覆盖第五电极。通过本结构,能够抑制在第四电极以及第二导电性树脂层与第五电极之间发生短路。
下面,为了更好地理解本发明,利用具体的实施方式及其附图对本发明进行更为详尽的说明,但这些只是例示,不应理解为对本发明的限制。
通过下面的具体实施方式,本发明的应用范围将更为明确。但是,应当理解尽管给出了本发明的优选的实施例,但这些具体实施方式和具体的实施例仅仅是示例,在本发明的要点和范围内,本领域技术人员可以进行各种变更和改进。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的振动器件的俯视图。
图2是表示振动器件的截面结构的图。
图3是表示振动器件的截面结构的图。
图4是第一实施方式的变形例所涉及的振动器件的俯视图。
图5是第二实施方式所涉及的振动器件的俯视图。
图6是表示振动器件的截面结构的图。
图7是表示振动器件的截面结构的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施例进行详细说明。在以下的说明中,对相同元件或具有相同功能的元件标注相同的附图标记,并省略重复说明。
(第一实施方式)
参照图1~图3对第一实施方式所涉及的振动器件1的结构进行说明。图1是第一实施方式所涉及的振动器件的俯视图。图2和图3是表示振动器件的截面结构的图。
如图1所示,振动器件1包括压电元件10、树脂构件20、振动构件30、粘结层40和粘结层50。压电元件10具有压电素体11、一对电极12及13、电极14和通孔导体19。粘结层40将压电元件10与树脂构件20接合。粘结层50将树脂构件20与振动构件30接合。
压电素体11呈长方体形状。长方体形状包括角部和棱部被倒角的长方体形状、以及角部和棱部被修圆的长方体形状。在本实施方式中,压电素体11呈板状。压电素体11具有彼此相对的主面11a和主面11b。从与主面11a、11b正交的第一方向D1观察,压电素体11呈矩形。各主面11a、11b的一边的长度例如为30mm。在这种情况下,从第一方向D1观察,压电素体11呈正方形。各主面11a、11b的尺寸例如为30mm×30mm。在这种情况下,从第一方向D1观察,压电素体11的面积为900mm2。即,压电素体11的面积是各主面11a、11b的面积。从第一方向D1观察,压电素体11也可以呈圆形。圆形不仅包括正圆形,还包括正圆形以外的圆形。圆形例如包括椭圆形或者长圆形。压电元件10的厚度例如为100μm。压电素体11的厚度例如为70μm。各电极12、13、14的厚度例如为15μm。“厚度”是第一方向D1上的长度。第一方向D1是主面11a与主面11b相对的方向。
压电素体11由压电陶瓷材料构成。压电陶瓷材料例如包括PZT[Pb(Zr、Ti)O3]、PT(PbTiO3)、PLZT[(Pb、La)(Zr、Ti)O3]或者钛酸钡(BaTiO3)等。压电素体11例如由包含上述压电陶瓷材料的陶瓷生片的烧结体构成。
如图2和图3所示,一对电极12、13配置于压电素体11的主面11a上。电极14配置于压电素体11的主面11b上。各电极12、13、14为导体,由导电性材料构成。导电性材料例如含有Ag、Pd或者Cu。各电极12、13、14以含有导电性材料的导电性膏的烧结体的形态构成。
电极12和电极13在主面11a上彼此分离。电极13与主面11a相接触的面积大于电极12与主面11a相接触的面积。电极14与主面11b相接触的面积大于电极12与主面11a相接触的面积。电极14与主面11b相接触的面积大于电极13与主面11a相接触的面积。电极13和电极14具有在第一方向D1上彼此重叠的区域。电极13和电极14以在电极13与电极14之间介有压电素体11的状态在第一方向D1上彼此相对。电极12和电极14以在电极12与电极14之间介有压电素体11的状态在第一方向D1上彼此相对。
通孔导体19以物理的方式将电极12与电极14电连接。从第一方向D1观察,通孔导体19配置于压电素体11的一侧附近。通孔导体19贯通压电素体11。通孔导体19具有与电极12连接的第一端、和与电极14连接的第二端。通孔导体19与各电极12、13、14同样是导体,由导电性材料构成。导电性材料例如含有Ag、Pd或者Cu。通孔导体19以含有导电性材料的导电性膏的烧结体的形态构成。
树脂构件20具有彼此相对的主面20a和主面20b。各主面20a、20b与各主面11a、11b平行。从第一方向D1观察,树脂构件20呈矩形。树脂构件20是膜状或者板状的构件。矩形还包括例如角部被修圆的矩形。从第一方向D1观察,树脂构件20也可以呈圆形。圆形不仅包括正圆形,还包括正圆形以外的圆形。圆形例如包括椭圆形或者长圆形。
树脂构件20由树脂构成。树脂构件20具有电绝缘性。构成树脂构件20的树脂例如为聚酰亚胺树脂、PET树脂或者聚对二甲苯树脂。树脂构件20的面积大于压电素体11的面积。各主面20a、20b的一边的长度例如为40mm。在这种情况下,从第一方向D1观察,树脂构件20呈正方形。各主面20a、20b的尺寸例如为40mm×40mm。在这种情况下,从第一方向D1观察,树脂构件20的面积为1600mm2。即,树脂构件20的面积是各主面20a、20b的面积。树脂构件20的厚度小于压电元件10的厚度。树脂构件20的厚度例如为25μm。“厚度”是第一方向D1上的长度。树脂构件20的热膨胀率大于压电元件10的热膨胀率。
振动器件1具备辅助部21。辅助部21与树脂构件20的端部连接。在本实施方式中,辅助部21构成树脂构件20的一部分。从第一方向D1观察,辅助部21具有位于振动构件30上的第一区域、和位于振动构件30外侧的第二区域。在本实施方式中,辅助部21具有与树脂构件20的外缘的一边相连接的第一端、和从第一方向D1观察位于振动构件30外侧的第二端。从第一方向D1观察,辅助部21与振动构件30的外缘的一边相交。在本实施方式中,辅助部21与主面20a平行,并且在与振动构件30的外缘的上述一边正交的方向上延伸。辅助部21为延出部。从第一方向D1观察,辅助部21的第一区域与振动构件30重叠。辅助部21的第一区域与树脂构件20同样地接合于振动构件30。
辅助部21具有彼此相对的主面21a和主面21b。各主面21a、21b与各主面11a、11b、20a、20b平行。从第一方向D1观察,辅助部21呈矩形。辅助部21是膜状或者板状的构件。矩形还包括例如角部被修圆的形状。辅助部21的宽度小于树脂构件20的宽度(各主面20a、20b的一边的长度)。辅助部21的宽度例如为12mm。辅助部21由树脂构成。辅助部21具有电绝缘性。在本实施方式中,辅助部21与树脂构件20由同样的材料构成,并且与树脂构件20一体地形成。辅助部21与树脂构件20也可以由不同的材料构成。辅助部21也可以与树脂构件20分体地形成。辅助部21的第一区域的厚度与树脂构件20相同,并且小于压电元件10的厚度。在本实施方式中,辅助部21的第二区域的厚度也与树脂构件20相同,并且小于压电元件10的厚度。“厚度”是第一方向D1上的长度。辅助部21的热膨胀率大于压电元件10的热膨胀率。在本实施方式中,主面20a与主面21a构成同一面,并且主面20b与主面21b构成同一面。
一对电极25、26配置于辅助部21的主面21a上。一对电极25、26的一部分也配置于树脂构件20的主面20a上。一对电极25、26与压电元件10电连接。从第一方向D1观察,各电极25、26与压电元件10分离。各电极25、26具有位于辅助部21的第一端附近的端部。各电极25、26在辅助部21所延伸的方向上延伸。各电极25、26例如与搭载振动器件1的设备所具备的电源(未图示)电连接。各电极25、26是导体,由导电性材料构成。导电性材料例如为Cu。
电极25通过导电性树脂层27与电极12电连接。电极26通过导电性树脂层28与电极13电连接。导电性树脂层例如通过导电性树脂膏固化而形成。导电性树脂膏例如包含热固性树脂、导电性材料和有机溶剂。热固性树脂例如为环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂或者硅酮树脂。导电性材料例如为金属粉末或经过金属镀的颗粒。金属镀例如为镀Au、镀Cu或者镀Ag。
振动构件30具有彼此相对的主面30a和主面30b。各主面30a、30b与各主面11a、11b、20a、20b平行。振动构件30呈板状。从第一方向D1观察,振动构件30呈矩形。矩形状还包括例如角部被修圆的形状。在本实施方式中,从第一方向D1观察,振动构件30呈具有一对长边和一对短边的长方形。从第一方向D1观察,振动构件30也可以呈正方形。从第一方向D1观察,辅助部21以与振动构件30的一条短边相交的方式配置。在本实施方式中,从第一方向D1观察,辅助部21以与振动构件30的上述短边正交的方式配置。在这种情况下,辅助部21在与振动构件30的长边平行的方向D2上延伸。从第一方向D1观察,辅助部21也可以以与振动构件30的一条长边相交的方式配置。例如,从第一方向D1观察,辅助部21可以以与振动构件30的上述长边正交的方式配置。在这种情况下,辅助部21在与振动构件30的短边平行的方向D3上延伸。从第一方向D1观察,振动构件30可以呈圆形。圆形不仅包括正圆形,还包括正圆形以外的圆形。圆形例如包括椭圆形或者长圆形。在本实施方式中,从第一方向D1观察,压电元件10以振动构件30的外缘的一边与压电元件10的外缘的一边平行的方式配置于振动构件30的大致中央。从第一方向D1观察,树脂构件20以振动构件30的外缘的一边与树脂构件20的外缘的一边平行的方式配置于振动构件30的大致中央。
振动构件30的面积大于压电元件10的面积,并且大于树脂构件20的面积。各主面30a、30b的长边方向上的长度例如为80mm。各主面30a、30b的短边方向上的长度例如为60mm。各主面30a、30b的尺寸例如为80mm×60mm。在这种情况下,从第一方向D1观察,振动构件30的面积为大约4800mm2。即,振动构件30的面积为各主面30a、30b的面积。树脂构件20的厚度小于振动构件30的厚度。振动构件30的厚度在压电元件10的厚度以上。例如,振动构件30的厚度为250μm。“厚度”是第一方向D1上的长度。振动构件30的热膨胀率大于压电元件10的热膨胀率,并且大于树脂构件20的热膨胀率。振动构件30由金属构成。振动构件30例如由Ni、不锈钢、黄铜或者因瓦合金(invar)构成。
如图1所示,从第一方向D1观察,树脂构件20距振动构件30(主面30a)的各长边Ga1的长度,并且距振动构件30(主面30a)的各短边Ga2的长度。在本实施方式中,树脂构件20在振动构件30(主面30a)上位于方向D2上的大致中央,并且位于方向D3上的大致中央。如图1所示,从第一方向D1观察,树脂构件20距压电元件10(主面10a)的边(与振动构件30的长边平行的边)Gb1的长度,并且距压电元件10(主面10a)的边(与振动构件30的短边平行的边)Gb2的长度。在本实施方式中,压电元件10在树脂构件20(主面20a)上位于方向D2上的大致中央,并且位于方向D3上的大致中央。长度Ga1例如为振动构件30的短边方向上的长度的2%以上。长度Ga2例如为振动构件30的长边方向上的长度的2%以上。长度Gb1例如为压电元件10的与振动构件30的短边平行的边的长度的2%以上。长度Gb2例如为压电元件10的与振动构件30的长边平行的边的长度的2%以上。
在振动构件30的长边的长度为80mm、并且振动构件30的短边的长度为60mm的情况下,长度Ga1例如为2mm以上,长度Ga2例如为2mm以上。在压电元件10的一边的长度为30mm的情况下,长度Gb1例如为0.5mm以上,长度Gb2例如为0.5mm以上。长度Ga1与长度Ga2可以不同也可以相同。长度Gb1与长度Gb2可以不同也可以相同。长度Ga1与长度Gb1可以不同也可以相同。长度Ga2与长度Gb2可以不同也可以相同。
例如,在本实施方式中,在树脂构件20(主面20a)的一边的长度为32mm的情况下,长度Ga1为14mm,长度Ga2为24mm,各长度Gb1、Gb2为1mm。如图4所示,从第一方向D1观察,树脂构件20(主面20a、20b)可以呈具有一对长边和一对短边的长方形。与树脂构件20的长边平行的方向与方向D2一致,并且与树脂构件20的短边平行的方向与方向D3一致。在图4所示的振动器件1中,树脂构件20的长边的长度例如为76mm,树脂构件20的短边的长度例如为56mm。在这种情况下,各长度Ga1、Ga2为2mm,长度Gb1为12mm。长度Gb2为22mm。
粘结层40具有电绝缘性。粘结层40将压电元件10与树脂构件20的主面20a接合。粘结层40与压电元件10的主面10b和树脂构件20的主面20a相接。在本实施方式中,粘结层40与压电元件10的主面11b相接,并且与压电元件10的侧面相接。粘结层40覆盖电极14。在本实施方式中,电极14的整个表面被粘结层40覆盖,电极14不从粘结层40露出。粘结层40的厚度例如在7μm以下。
粘结层50具有电绝缘性。粘结层50将树脂构件20的主面20b与振动构件30的主面30a接合。粘结层50与树脂构件20的主面20b和振动构件30的主面30a相接。粘结层50将辅助部21的第一区域与振动构件30接合。粘结层50的厚度例如在7μm以下。
粘结层50与振动构件30相粘结的面积大于粘结层40与树脂构件20相粘结的粘结面积。在本实施方式中,粘结层40粘结于压电元件10的整个主面11b。粘结层50粘结于树脂构件20的整个主面20b。
粘结层40、50例如是树脂或者双面粘结胶带。树脂例如是热固性树脂或者厌氧固化性树脂。热固性树脂例如为环氧树脂、聚氨酯树脂或者氰基丙烯酸酯树脂。厌氧固化性树脂例如为丙烯酸树脂。在粘结层40、50由厌氧固化性树脂构成的情况下,在使树脂固化时不需要加热过程。因此,能够防止树脂构件20的热变形。在粘结层40、50由热固性树脂构成的情况下,通过选择固化温度较低的材料,能够抑制树脂构件20的热变形。粘结层40、50不含导电性填料。
下面,对振动器件1的动作以及作用效果进行说明。
在对电极12(电极25)和电极13(电极26)施加极性彼此不同的电压的情况下,在电极14与电极13之间产生电场。因此,压电素体11的被电极13和电极14夹着的区域发生压电性的活化,在该区域产生位移。压电素体11的被电极13和电极14夹着的区域是活性区域。例如,压电元件10在向一对电极12、13施加交流电压的情况下,压电元件10对应于所施加的交流电压的频率反复进行伸缩。
压电元件10与树脂构件20通过粘结层40接合。树脂构件20与振动构件30通过粘结层50接合。因此,振动构件30以对应于压电元件10的伸缩的反复而与压电元件10一体地弯曲的方式振动。振动构件30的Q值和强度越高,振动构件30的位移量越高。
在振动器件1中,振动构件30由金属构成。在振动构件30由金属构成的情况下,与振动构件30由玻璃构成的情况相比,振动构件30具有高Q值和强度。因此,在振动构件30由金属构成的情况下,振动器件1的位移量提高。
在振动构件30与压电元件10之间配置有具有电绝缘性的树脂构件20。因此,即使在振动构件30由金属构成的情况下,振动构件30与压电元件10也能够可靠地被电绝缘。结果,能够抑制在振动构件30与压电元件10(电极12、13、14)之间发生短路。一对电极25、26配置于具有电绝缘性的树脂构件20和辅助部21上。因此,一对电极25、26与振动构件30能够可靠地被电绝缘。结果,能够抑制在一对电极25、26与振动构件30之间发生短路。
压电元件10的电极12与电极25通过导电性树脂层27连接,并且压电元件10的电极13与电极26通过导电性树脂层28连接。因此,在振动器件1中,相比于电极12与电极25相接、并且电极13与电极26相接的结构,位移量提高。
从第一方向D1观察,一对电极25、26与压电元件10分离。在一对电极25、26配置于压电元件10与树脂构件20之间的情况下,压电元件10可能因与一对电极25、26抵接而相对于振动构件30的主面30a、30b倾斜。在压电元件10与树脂构件20被接合时,可能会从电极25、26向压电元件10施加力。在这些情况下,还可能导致压电素体11产生龟裂。在从第一方向D1观察一对电极25、26与压电元件10分离的情况下,能够抑制压电元件10发生倾斜以及压电素体11产生龟裂。
粘结层40具有电绝缘性并且覆盖电极14。因此,能够抑制在电极26和导电性树脂层28与电极14之间发生短路。
在振动器件1中,树脂构件20的面积大于压电元件10的面积。因此,树脂构件20能够抑制在压电元件10与振动构件30之间发生短路。粘结层50与振动构件30相粘结的面积大于粘结层40与树脂构件20相粘结的面积。因此,振动器件1相比于树脂构件20和压电元件10的粘结面积与树脂构件20和振动构件30的粘结面积相同的振动器件,在振动构件30的端部的位移提高。即使在压电元件10小于振动构件30的情况下,也能够确保在振动构件30的端部的位移。结果,在振动器件1中,能够抑制在压电元件10与振动构件30之间发生短路,并且在振动构件30的端部的位移提高。
振动构件30的位移在接合有压电元件10的区域最大,越远离压电元件10越减小。因此,在振动构件30的短边附近的位移比在振动构件30的长边附近的位移小。在振动器件1中,因为辅助部21位于振动构件30的短边上,所以辅助部21与振动构件30难以被剥离。
在振动构件30由金属构成的情况下,振动构件30的热膨胀率大于压电元件10的热膨胀率。因此,振动构件30可能因温度变化而引发变形。因为振动构件30的厚度越小、振动构件30的刚性越低,所以振动构件30的厚度越小,振动构件30越容易变形。在振动构件30的厚度小的情况下,可能会由于因温度变化而引起的振动构件30的变形而导致压电元件10受到外力。在这种情况下,压电元件10容易产生龟裂。例如,在振动构件30与其他构件接合的状态下驱动振动器件1的情况下,一旦振动构件30容易发生变形,就容易发生振动构件30与其他构件的剥离。
在振动器件1中,振动构件30的厚度在压电元件10的厚度以上。在这种情况下,由于能够确保振动构件30的厚度,所以振动器件1不易破损。树脂构件20的厚度小于压电元件10和振动构件30的厚度。在这种情况下,振动器件1的振动容易被人类的触觉感知。
振动器件1具备与压电元件10电连接的一对电极25、26。一对电极25、26配置于树脂构件20的主面20a(辅助部21的主面21a)上。在这种情况下,向压电元件10施加电压的电极25、26能够以节省空间的方式简单地配置。
(第二实施方式)
参照图5~图7对第二实施方式所涉及的振动器件2的结构进行说明。图5是第二实施方式所涉及的振动器件的俯视图。图6和图7是表示振动器件的截面结构的图。就振动器件2和振动器件1而言,从第一方向D1观察时的树脂构件20(辅助部21)的形状不同。
如图5~图7所示,振动器件2与振动器件1同样包括压电元件10、树脂构件20、振动构件30、粘结层40和粘结层50。压电元件10具有压电素体11、一对电极12及13、电极14和通孔导体19。粘结层40将压电元件10与树脂构件20接合。粘结层50将树脂构件20与振动构件30接合。
以下主要对振动器件2与振动器件1的不同点进行说明。
从第一方向D1观察,树脂构件20呈矩形。矩形还包括例如角部被修圆的形状。在本实施方式中,从第一方向D1观察,振动构件30呈具有一对长边和一对短边的长方形。在本实施方式中,从第一方向D1观察,树脂构件20呈与振动构件30相同的形状。例如在振动构件30从第一方向D1观察呈正方形的情况下,树脂构件20从第一方向D1观察与振动构件30同样呈正方形。例如在振动构件30从第一方向D1观察呈圆形的情况下,树脂构件20从第一方向D1观察与振动构件30同样呈圆形。圆形不仅包括正圆形,还包括正圆形以外的圆形。圆形例如包括椭圆形或者长圆形。
树脂构件20的面积大于压电素体11的面积。各主面20a、20b的长边方向上的长度例如为80mm。各主面20a、20b的短边方向上的长度例如为60mm。各主面20a、20b的尺寸例如为80mm×60mm。在这种情况下,从第一方向D1观察,树脂构件20的面积为大约4800mm2。树脂构件20的面积与振动构件30的面积相同。
在振动器件2中,辅助部21只有第二区域。辅助部21实质上不与振动构件30接合。从第一方向D1观察,辅助部21呈矩形。辅助部21是膜状或者板状的构件。矩形还包括例如角部被修圆的形状。辅助部21的宽度小于树脂构件20的宽度(各主面20a、20b的一边的长度)。辅助部21的宽度例如为12mm。辅助部21(第二区域)的厚度与树脂构件20相同,并且小于压电元件10的厚度。“厚度”是第一方向D1上的长度。辅助部21的热膨胀率大于压电元件10的热膨胀率。
粘结层50将振动构件30的整个主面30a直接覆盖。树脂构件20以振动构件30与树脂构件20之间介有粘结层50的状态将整个主面30a覆盖。树脂构件20将整个主面30a间接性覆盖。从第一方向D1观察,主面30a不从树脂构件20露出,肉眼无法看到主面30a。
从第一方向D1观察,振动构件30的形状与树脂构件20的形状和粘结层50的形状相同。因此,振动构件30的面积与树脂构件20的面积和粘结层50的面积相同,大于压电元件10的面积。在振动器件2中,上述长度Ga1、Ga2、Gb1、Gb2为“0”。
在振动器件2中,树脂构件20覆盖振动构件30的整个主面30a。因此,振动构件30的主面30a不易与外部构件电连接。结果,振动构件30不易与外部构件发生短路。振动器件2具有振动器件1的上述的作用效果。
以上对本发明的实施例和变形例进行了说明,但是本发明不限于这些实施例和变形例,在不脱离本发明的范围的情况下可以对实施例进行各种变更。
电极12与电极25可以通过导电性树脂层27以外的材料(例如焊锡)连接。电极13与电极26可以通过导电性树脂层28以外的材料(例如焊锡)连接。从上述的提高振动器件1的位移量的观点出发,电极12与电极25也可以通过导电性树脂层27连接,电极13与电极26也可以通过导电性树脂层28连接。
从第一方向D1观察,一对电极25、26可以与压电元件10相接。从抑制上述的压电元件10发生倾斜以及压电素体11产生龟裂的观点出发,从第一方向D1观察,一对电极25、26也可以与压电元件10分离。
树脂构件20的面积可以在压电元件10的面积以下。从抑制在上述的压电元件10与振动构件30之间发生短路的观点出发,树脂构件20的面积也可以大于压电元件10的面积。
粘结层50与振动构件30相粘结的面积可以在粘结层40与树脂构件20相粘结的面积以下。从提高上述的在振动构件30的端部的位移的观点出发,粘结层50与振动构件30相粘结的面积也可以大于粘结层40与树脂构件20相粘结的面积。
辅助部21可以位于振动构件30的长边上。从抑制上述的辅助部21与振动构件30剥离的观点出发,辅助部21也可以位于振动构件30的短边上。
振动构件30的厚度可以小于压电元件10的厚度。从抑制上述的振动器件1破损的观点出发,振动构件30的厚度也可以在压电元件10的厚度以上。
树脂构件20的厚度可以在压电元件10和振动构件30的厚度以上。从上述的感知振动器件1的振动的观点出发,树脂构件20的厚度也可以小于压电元件10和振动构件30的厚度。
振动器件1可以不具有一对电极25、26。电极12、13例如可以通过引线接合来与位于振动器件1外的电极电连接。
压电元件10可以在压电素体11内具有一个或多个的内部电极。在这种情况下,压电素体11可以具有多个压电体层,内部电极与压电体层可以交替配置。
电极12、13可以配置于主面11b上,电极14可以配置于主面11a上。
振动器件1可以不具有电极12。可以在主面11a上仅配置电极13。在这种情况下,电极25可以直接或者通过导电性填料与电极14电连接。
振动构件30例如可以是电子设备的框体。振动构件30例如可以是与电子设备的框体分体的构件。在这种情况下,振动构件30可以通过面粘结而安装于框体。

Claims (10)

1.一种振动器件,其特征在于,包括:
压电元件;
具有彼此相对的第一主面和第二主面的电绝缘性的树脂构件;
具有彼此相对的第三主面和第四主面、并且由金属构成的振动构件;
将所述压电元件与所述树脂构件的所述第一主面接合的第一粘结层;
将所述树脂构件的所述第二主面与所述振动构件的所述第三主面接合的第二粘结层;
配置于所述压电元件的、与所述树脂构件的所述第一主面不接合的一个主面的第一电极和第二电极;和
配置于所述树脂构件的所述第一主面上的第三电极和第四电极,
所述树脂构件的面积大于所述压电元件的面积,并且所述振动构件的面积大于所述压电元件的面积,
所述第二粘结层与所述振动构件相粘结的面积大于所述第一粘结层与所述树脂构件相粘结的面积,
所述第一电极与所述第三电极经由第一导电性树脂层电连接,
所述第二电极与所述第四电极经由第二导电性树脂层电连接。
2.一种振动器件,其特征在于,包括:
压电元件;
具有接合于所述压电元件的第一主面、和与所述第一主面相对的第二主面的电绝缘性的树脂构件;
具有与所述树脂构件的所述第二主面接合的第三主面、和与所述第三主面相对的第四主面、并且由金属构成的振动构件;
配置于所述压电元件的、与所述树脂构件的所述第一主面不接合的一个主面的第一电极和第二电极;和
配置于所述树脂构件的所述第一主面上的第三电极和第四电极,
所述树脂构件的厚度小于压电元件的厚度,并且所述树脂构件的厚度小于所述振动构件的厚度,
所述振动构件的厚度在所述压电元件的厚度以上,
所述第一电极与所述第三电极经由第一导电性树脂层电连接,
所述第二电极与所述第四电极经由第二导电性树脂层电连接。
3.一种振动器件,其特征在于,包括:
压电元件;
具有接合于所述压电元件的第一主面、和与所述第一主面相对的第二主面的电绝缘性的树脂构件;
具有与所述树脂构件的所述第二主面接合的第三主面、和与所述第三主面相对的第四主面、并且由金属构成的振动构件;
配置于所述压电元件的、与所述树脂构件的所述第一主面不接合的一个主面的第一电极和第二电极;和
配置于所述树脂构件的所述第一主面上的第三电极和第四电极,
所述树脂构件覆盖所述振动构件的整个所述第三主面,
所述第一电极与所述第三电极经由第一导电性树脂层电连接,
所述第二电极与所述第四电极经由第二导电性树脂层电连接。
4.如权利要求1~3中任一项所述的振动器件,其特征在于:
从与所述第一主面正交的方向观察,所述第三电极和第四电极与所述压电元件分离。
5.如权利要求1~3中任一项所述的振动器件,其特征在于:
在所述压电元件与所述树脂构件所夹的区域,不形成与所述压电元件电连接的所述树脂构件的电极。
6.一种振动器件,其特征在于,包括:
压电元件,其包括具有彼此相对的第一主面和第二主面的压电素体、和配置于所述第一主面上的第一电极以及第二电极;
具有与所述压电元件接合的第三主面、和与所述第三主面相对的第四主面的电绝缘性的树脂构件;
具有与所述树脂构件的所述第四主面接合的第五主面、和与所述第五主面相对的第六主面、并且由金属构成的振动构件;
配置于所述树脂构件的所述第三主面上的第三电极和第四电极;
将所述第一电极与所述第三电极电连接的第一导电性树脂层;和
将所述第二电极与所述第四电极电连接的第二导电性树脂层。
7.如权利要求6所述的振动器件,其特征在于:
从与所述第一主面正交的方向观察,所述第三电极和第四电极与所述压电元件分离。
8.如权利要求6或7所述的振动器件,其特征在于:
进一步包括将所述压电元件与所述第三主面接合的粘结层,
所述压电元件具有配置于所述第二主面上、并且与所述第一电极电连接的第五电极,
所述粘结层覆盖所述第五电极。
9.如权利要求6或7所述的振动器件,其特征在于:
在所述压电元件与所述树脂构件所夹的区域,不形成与所述压电元件电连接的所述树脂构件的电极。
10.一种压电器件,其特征在于,包括:
压电元件;
具有彼此相对的第一主面和第二主面的电绝缘性的树脂构件;
具有彼此相对的第三主面和第四主面、并且由金属构成的振动构件;
将所述压电元件与所述树脂构件的所述第一主面接合的第一粘结层;
将所述树脂构件的所述第二主面与所述振动构件的所述第三主面接合的第二粘结层;
配置于所述压电元件的、与所述树脂构件的所述第一主面不接合的一个主面的第一电极和第二电极;和
配置于所述树脂构件的所述第一主面上的第三电极和第四电极,
所述第一电极与所述第三电极经由第一导电性树脂层电连接,
所述第二电极与所述第四电极经由第二导电性树脂层电连接。
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