(57)【要約】【課題】電子機器等に配置する場合に、嵩張りを抑えた振動装置を提供する。【解決手段】第１主面及び第２主面を有する平板と、前記平板の前記第１主面に接続され、前記第１主面と平行な第１方向に沿って振動する振動子と、前記振動子を前記平板に接着する接続部材と、前記平板の前記第１主面において、前記振動子の周囲の少なくとも一部に配置された緩衝材と、前記平板の前記第１主面に、前記緩衝材に接続された支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記振動子と対向する部分に開口部又は凹部を有し、前記第１主面と垂直な第２方向の前記振動子の長さ及び前記接続部材の長さを合わせた長さは、前記第２方向の前記緩衝材の長さより長い。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面及び第２主面を有する平板と、
前記平板の前記第１主面に接続され、前記第１主面と平行な第１方向に沿って振動する振動子と、
前記振動子を前記平板に接続する接続部材と、
前記平板の前記第１主面に接続され、前記振動子の周囲の少なくとも一部に配置された緩衝材と、
前記緩衝材を介して前記平板の前記第１主面に接続された支持部材と、
を備え、
前記支持部材は、前記振動子と対向する部分に開口部又は凹部が形成され、
前記第１主面と垂直な第２方向の前記振動子の長さ及び前記接続部材の長さを合わせた長さは、前記第２方向の前記緩衝材の長さより長い、
振動装置。
【請求項２】
前記振動子は、平面視して前記支持部材との間に前記第１方向に離間する隙間がある、
請求項１に記載の振動装置。
【請求項３】
前記緩衝材は、第１緩衝材及び第２緩衝材を有し、
前記第１緩衝材及び前記第２緩衝材は、前記第１方向に沿うように、前記振動子を挟んで配置されている、
請求項１又は請求項２に記載の振動装置。
【請求項４】
前記振動子は、
枠部と、
振動板と、
前記枠部と前記振動板とを接続する梁部と、
前記振動板の前記開口部又は前記凹部と向かい合う側に配置され、前記枠部と前記振動板とに跨るように接続される圧電フィルムと、を備える、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動を生じさせる振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タッチパッド等において、利用者が触れた際に振動を伝えることで、利用者にタッチパッド等を通じて操作をしていることを実感させる触覚提示装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、圧電フィルムを用いて触覚フィードバックを利用者に与える振動装置が提案されている。従来の振動装置は、電子機器等の筐体の上に重ねて配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６２３７９５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
振動装置を電子機器等の筐体の上に重ねて配置すると、振動装置が配置された部分は、振動装置の厚み分嵩張る。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、電子機器等に配置する場合に、嵩張りを抑えた振動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の振動装置は、第１主面及び第２主面を有する平板と、前記平板の前記第１主面に接続され、前記第１主面と平行な第１方向に沿って振動する振動子と、前記振動子を前記平板に接着する接続部材と、前記平板の前記第１主面において、前記振動子の周囲の少なくとも一部に配置された緩衝材と、前記平板の前記第１主面に、前記緩衝材に接続された支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記振動子と対向する部分に開口部又は凹部を有し、前記第１主面と垂直な第２方向の前記振動子の長さ及び前記接続部材の長さを合わせた長さは、前記第２方向の前記緩衝材の長さより長いことを特徴とする。
【０００８】
この構成では、支持部材は、開口部又は凹部を有する。振動子の少なくとも一部は、開口部又は凹部に入り込む。これにより、振動子が支持部材による空間に入り込んでいる分、平板と支持部材との間を接続する緩衝材を薄く形成できる。従って、振動装置は全体として、緩衝材を薄くすることができ、嵩張りを抑えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、電子機器等に配置する場合に、嵩張りを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１（Ａ）は振動装置１００の分解斜視図であり、図１（Ｂ）は振動装置１００の平面図である。
【図２】図２（Ａ）は図１（Ｂ）に示すＩ−Ｉ線で切断した断面図であり、図２（Ｂ）は図１（Ｂ）に示すＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、振動子１２の背面斜視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。
【図４】図４（Ａ）は振動装置１００の変形例１を説明するための図であり、図４（Ｂ）は振動装置１００の変形例２を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１（Ａ）は振動装置１００の分解斜視図であり、図１（Ｂ）は振動装置１００の平面図である。図２（Ａ）は図１（Ｂ）に示すＩ−Ｉ線で切断した断面図であり、図２（Ｂ）は図１（Ｂ）に示すＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、電子機器の筐体２に配置した状態を示す。図３（Ａ）は、振動子１２の斜視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。なお、図１（Ｂ）は、基板１１を透過させて基板１１と重なる部材を破線で示している。また、図２（Ａ）以外の各図は、配線を省略して示している。
【００１２】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、本実施形態の振動装置１００は、基板１１、振動子１２、ホルダ１３、クッション材１４、両面テープ１５を備える。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）では、振動装置１００の幅方向（横方向）をＸ軸方向とし、長さ方向（縦方向）をＹ軸方向とし、厚み方向をＺ軸方向として説明する。なお、Ｙ軸方向は、本発明における「第１方向」に相当し、Ｚ軸方向は、本発明における「第２方向」に相当する。
【００１３】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、基板１１は、第１主面１８及び第２主面１９を有する平板である。第１主面１８及び第２主面１９は、平面視して矩形状である。第２主面１９は、振動装置１００を電子機器の筐体２に配置する場合に、ユーザのタッチ操作を受け付ける。基板１１は、プリント基板であり、不図示の配線が形成されている。基板１１は、第１主面１８に不図示の端子を備える。端子は、実装部品１７を実装する。なお、基板１１は、本発明における「平板」の一例である。
【００１４】
振動子１２は、基板１１の第１主面１８に接続されている。振動子１２は、両面テープ１５を介して基板１１に接続されている。両面テープ１５は、本発明における「接続部材」の一例である。なお、接続部材は、振動子１２を基板１１に接続するものであれば、両面テープ以外のものであってもよい。振動子１２は、不図示の駆動回路に接続され、基板１１及とともに振動ユニットを構成する。
【００１５】
図３（Ａ）は、振動子１２の背面斜視図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。図３（Ａ）に示すように、振動子１２は、概ね平板形状である。振動子１２は、平面視して概ね長方形状である。振動子１２の面積は、基板１１の第１主面１８の面積より小さい。振動子１２の短手方向はＸ軸方向に平行であり、振動子１２の長手方向はＹ軸方向に平行である。
【００１６】
図３（Ｂ）に示すように、振動子１２は、振動用フィルム３３、振動部３４、支持部３５、枠状部材３６、及び接続部３９を有する。
【００１７】
枠状部材３６は、平面視した形状が長方形状である。枠状部材３６は、枠状部材３６は、２つの第１開口３１と、２つの第２開口３２を有する。第１開口３１は、枠状部材３６の長手方向であるＹ軸方向の両端側に配置されている。第２開口３２は、枠状部材３６の短手方向であるＸ軸方向の両端側に配置されている。第１開口３１は、略長方形状であり、Ｘ軸方向に沿って長い形状となっている。第２開口３２は、Ｙ軸方向に沿って長い略長方形状の開口である。また、第２開口３２のＹ軸方向の両端は、枠状部材３６の中心軸（図中のＩＩＩ−ＩＩＩ線）に向かってさらに長方形状に延長されている。なお、枠状部材３６は、本発明における「枠部」の一例である。
【００１８】
振動部３４は、平面視して長方形状であり、枠状部材３６の内側に配置されている。振動部３４の面積は、枠状部材３６によって囲まれる面積より小さくなっている。なお、振動部３４は、本発明における「振動板」の一例である。
【００１９】
支持部３５は、振動部３４と枠状部材３６とを接続する。支持部３５は、振動部３４を枠状部材３６に支持する。この例では、支持部３５は、Ｘ軸方向に沿って長い長方形状であり、振動部３４のＹ軸方向の両端部で、該振動部３４を保持する。支持部３５は、振動用フィルム３３が伸縮するＹ軸方向に直交するＸ軸方向の長さが、Ｙ軸方向に沿った長さよりも長い。なお、支持部３５は、本発明における「梁部」の一例である。
【００２０】
枠状部材３６、振動部３４、及び支持部３５は、同一部材（例えば、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ポリカーボネイト、ガラスエポキシ、ＦＲＰ、金属、又はガラス等）で形成されている。金属としては、例えばＳＵＳ（ステインレス鋼材）が挙げられ、必要に応じてポリイミド等の樹脂でコーティングすることにより、絶縁を施したものであってもよい。
【００２１】
枠状部材３６、振動部３４、及び支持部３５は、１枚の長方形状の板部材を、第１開口３１及び第２開口３２の形状に沿って打抜き加工することで形成される。枠状部材３６、振動部３４、及び支持部３５は、それぞれ別の部材であってもよいが、同一部材で形成されることで、容易に製造することができる。又は、同一部材で形成されることで、振動部３４の支持にゴム等の別の部材（クリープ劣化のある部材）を用いる必要がなく、長期間安定して振動部３４を保持することができる。
【００２２】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、振動用フィルム３３は、接続部３９を介して、枠状部材３６及び振動部３４に接続される。振動用フィルム３３の長手方向の第１端は、枠状部材３６のＹ軸方向の第１端に接続される。振動用フィルム３３の第２端は、振動部３４のＹ軸方向の第２端に接続される。接続部３９は、絶縁性で接着性のある素材が使用される。振動用フィルム３３は、例えば熱溶着により、接続部３９を介して枠状部材３６に接続される。振動子１２において、振動用フィルム３３が配置されている部分は、振動用フィルム３３及び接続部３９の厚み分、基板１１と逆側に突出している。すなわち、振動子１２は、振動用フィルム３３が配置されている箇所がＺ軸方向に嵩張る。
【００２３】
接続部３９は、平面視して枠状部材３６の短手方向に沿って長い長方形状である。接続部３９は、ある程度の厚みがあり、振動用フィルム３３を振動部３４に接触させないように、ある程度離れた位置で、振動用フィルム３３と振動部３４とを接続させる。これにより、振動用フィルム３３の両主面に設けられた不図示の電極が振動部３４に接触しないため、振動用フィルム３３が伸縮して振動部３４が振動したとしても、電極が削られることがない。
【００２４】
振動用フィルム３３は、電圧を加えると面方向に変形することにより振動する圧電フィルムの一例である。振動用フィルム３３は、平面視して枠状部材３６の長手方向に沿って長い長方形状である。振動用フィルム３３は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなる。他にも、振動用フィルム３３は、キラル高分子からなる態様であってもよい。キラル高分子は、例えば、Ｌ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）又はＤ型ポリ乳酸（ＰＤＬＡ）等を用いる。
【００２５】
振動用フィルム３３にＰＶＤＦを用いた場合、ＰＶＤＦは耐水性があるため、この例における振動部材を備えた電子機器をどのような湿度環境下においても同じような振動をさせることができる。
【００２６】
また、振動用フィルム３３にＰＬＬＡを用いた場合、ＰＬＬＡは透過性の高い材料であるため、ＰＬＬＡに付加する電極及び振動部が透明な材料であれば、機器の内部状況を視認できるため、製造し易くなる。また、ＰＬＬＡは、焦電性が無いため、どのような温度環境下においても同じような振動をさせることができる。振動用フィルム３３は、仮にＰＬＬＡで構成される場合、延伸方向に対して各外周辺が略４５°となるように裁断することで、圧電性を持たせる。
【００２７】
駆動回路は、振動用フィルム３３に電圧を印加して、振動用フィルム３３を伸縮させる。振動用フィルム３３は、電圧を印加すると面方向に変形する。具体的には、振動用フィルム３３は、電圧を印加するとＹ軸方向に伸縮する。振動用フィルム３３が長手方向に伸縮することにより、振動部３４は、Ｙ軸方向に振動する。すなわち、振動子１２は、Ｙ軸方向に振動する。これにより、振動用フィルム３３で生じた振動が振動部３４を介してユーザに伝達される。
【００２８】
ホルダ１３は、クッション材１４を介して基板１１の第１主面１８に接続されている。クッション材１４は、基板１１とホルダ１３との距離を隔てるように配置されるものである。クッション材１４は、ホルダ１３及び基板１１と比べて外力を受けた時に変形しやすい素材で形成されている。クッション材１４は、基板１１の振動を吸収する。このため、基板１１の振動がホルダ１３及び筐体２に伝わり難くなる。従って、クッション材１４は、基板１１の振動を基板１１以外の部材へ伝達することを抑制できる。なお、ホルダ１３は、本発明における「支持部材」の一例であり、クッション材１４は、本発明における「緩衝材」の一例である。
【００２９】
ホルダ１３は、平面視した形状が長方形状である。ホルダ１３は、中央に開口部１６を備える。開口部１６は、平面視して長方形状である。開口部１６は、平面視して振動子１２より大きい面積に形成されている。開口部１６は、振動子１２と対向する部分に位置する。すなわち、振動子１２は、平面視して開口部１６の内側に位置する。
【００３０】
振動子１２は、平面視してホルダ１３との間にＹ軸方向に離間する隙間がある。振動子１２は、Ｙ軸方向に振動しても隙間があるため、ホルダ１３へ衝突しにくくなる。このため、振動子１２へ貼り付ける振動用フィルム３３は、Ｙ軸方向に長くできる。例えば、振動用フィルム３３は、振動子１２のＹ軸方向に亘る全体に貼り付けることができる。このように、振動用フィルム３３のＹ軸方向の長さが長くなると、振動用フィルム３３の加速度が大きくなる。従って、振動装置１００は、より大きな出力を得ることができる。
【００３１】
ホルダ１３は、１枚の長方形状の板部材を、開口部１６の形状に沿って打抜き加工することで形成される。ホルダ１３は、例えば、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ポリカーボネイト、ガラスエポキシ、ＦＲＰ、金属、又はガラス等で形成されている。金属としては、例えばＳＵＳ（ステインレス鋼材）が挙げられ、必要に応じてポリイミド等の樹脂でコーティングすることにより、絶縁を施したものであってもよい。
【００３２】
クッション材１４は、基板１１の第１主面１８に接続されている。クッション材１４は、略長方形状であり、Ｘ軸方向に沿って長い形状となっている。第１主面１８において、クッション材１４は、Ｙ軸方向に沿うように振動子１２を挟んで、Ｙ軸方向の両側に配置されている。このとき、クッション材１４と振動子１２との間に空間を設けることにより、実装部品１７がクッション材１４と振動子１２との間に配置できる。これにより、さらに振動装置１００の厚みを薄くすることができる。なお、振動子１２を挟んで、配置されている二つのクッション材１４はそれぞれ、本発明における「第１緩衝材」及び「第２緩衝材」の一例である。
【００３３】
ここで、Ｚ軸方向における振動子１２と両面テープ１５との厚みを合わせた長さ（Ｌ１）は、Ｚ軸方向におけるクッション材１４の厚みの長さ（Ｌ２）より長い。両面テープ１５の厚みは、振動子１２と比べるとかなり薄い。このため、振動子１２の一部は、開口部１６に入り込む。すなわち、振動子１２は、振動子１２及び両面テープ１５との厚みがクッション材１４の厚みより長い分、クッション材１４で囲まれた空間から外側へはみ出る。クッション材１４で囲まれた空間から外側へはみ出た振動子１２の一部は、ホルダ１３の開口部１６に入り込む。振動子１２のうち、突出する振動子１２の一部は開口部１６に入り込む。なお、振動子１２の突出する部分全体が開口部１６に入り込む形状であってもよい。
【００３４】
例えば、開口部１６のない板に振動子１２と基板１１とを積層させた振動装置の場合、振動装置の厚みは、全ての部材（開口部１６のない板、振動子１２、基板１１）の厚みを足したものより大きい。これは、振動子１２が開口部１６に接触しないために、振動子１２及び開口部１６の間に隙間を設けるように、部材と基板１１とが隔てた形で配置する必要があるためである。これに対して、本実施形態のように振動用フィルム３３を含む振動子１２の一部がホルダ１３の開口部１６に入り込む場合、ホルダ１３の開口部１６に入り込んだ振動子１２の厚み分、全体として振動装置１００の厚みが抑えられる。また、ホルダ１３の厚み分、クッション材１４を薄く形成しても振動子１２は周りの部材に接触しない。従って、振動装置１００は、全体として、嵩張りを抑えることができる。
【００３５】
また、ホルダ１３は、剛性のあるものである。ホルダ１３の周辺部材が撓んだとしても、ホルダ１３の撓みは小さい。ホルダ１３の開口部１６は、変形しにくい。振動子１２は、変形しにくい開口部１６の中で振動する。このため、振動子１２は、ホルダ１３に接触しにくい。従って、振動子１２は、周りの部材の変形などの影響を受けることなく、安定して振動することができる。
【００３６】
なお、本実施形態において、クッション材１４は、振動子１２を挟むように２箇所に配置されたが、この態様には限定されない。クッション材１４は、振動子１２の周囲の少なくとも一部に配置されていればよい。例えば、クッション材１４は、一か所でもよく、3か所以上に配置されていてもよい。また、クッション材１４は、振動子１２の周囲を囲むような矩形の環に形成されていてもよい。
【００３７】
なお、本実施形態において、ホルダ１３は振動装置１００の設置される電子機器の筐体２に設置されたが、この態様には限定されない。ホルダ１３は、例えば、振動装置１００の設置される電子機器のシャーシを利用してもよい。これにより、振動装置１００は、さらに嵩張らずに形成できる。
【００３８】
図４（Ａ）は振動装置１００の変形例１を説明するための図であり、図４（Ｂ）は振動装置１００の変形例２を説明するための図である。変形例１〜２の説明においては、上記実施形態と異なる個所についてのみ説明し、後は省略する。
【００３９】
図４（Ａ）に示すように、変形例１に係る振動装置１０１においては、ホルダ１３の開口部１６の形成されている範囲が上記実施形態と異なり、その他の構成については同じである。変形例１において、開口部１６は、平面視で振動子１２と一部重なる。詳細に説明すると、振動子１２のうちＺ軸方向の厚みが薄い部分、すなわち振動子１２のうち振動用フィルム３３が配置されていない箇所は、平面視でホルダ１３と重なる。しかしながら、突出する振動子１２の一部は、開口部１６において自由に振動することができる。また、突出する振動子１２の一部が開口部１６に入り込んでいるため、振動装置１０１は全体として、嵩張らずに形成できる。
【００４０】
図４（Ｂ）に示すように、変形例２に係る振動装置１０２は、ホルダ１３に凹部４２が形成されている点が上記実施形態と異なり、その他の構成については同じである。変形例２において、ホルダ１３は、凹部４２を備える。凹部４２は、ホルダ１３の振動子１２と対向する面が一部凹んだものである。凹部４２は、上記実施形態の開口部１６と同様に、振動子１２と対向する部分に形成されている。振動子１２の一部が凹部４２に入り込む。これにより、振動装置１０２は全体として、嵩張らずに形成できる。
【００４１】
最後に、本実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４２】
２…筐体
１１…基板（平板）
１２…振動子
１３…ホルダ（支持部材）
１４…クッション材（緩衝材）
１５…両面テープ（接続部材）
１６…開口部
１７…実装部品
１８…第１主面
１９…第２主面
３１…第１開口
３２…第２開口
３３…振動用フィルム（圧電フィルム）
３４…振動部（振動板）
３５…支持部（梁部）
３６…枠状部材（枠部）
３９…接続部
４２…凹部
１００，１０１，１０２…振動装置
【図１】
2020194199.tif 000003
【図２】
2020194199.tif 000004
【図３】
2020194199.tif 000005
【図４】
2020194199.tif 000006