(57)【要約】【課題】  外部の衝撃及びウェイト部材の離脱に起因する圧電振動部材の破損を防ぐことができ、圧電振動部材の一領域から結合部材が設けられて該結合部材がウェイト部材を取り囲んで固定することにより、ウェイト部材が圧電振動部材から離脱することを防ぐことのできる圧電振動装置及びこれを備える電子機器を提供すること。【解決手段】  本発明に係る圧電振動装置は、内部に所定の空間が設けられたケースと、前記ケースの内部に設けられ、印加される電圧により振動し、圧電素子を有する圧電振動部材と、前記ケースの内部に設けられ、前記圧電振動部材の一部と接触されて設けられるウェイト部材と、前記圧電振動部材の一領域に設けられて、前記ウェイト部材を接触固定する少なくとも一つの固定部材と、を備える。また、本発明に係る電子機器は、筐体又はパネルと接触されるように少なくとも一つの圧電振動装置が設けられた電子機器であって、前記圧電振動装置を備える。【選択図】図２
2018019065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に所定の空間が設けられたケースと、
前記ケースの内部に設けられ、印加される電圧により振動し、圧電素子を有する圧電振動部材と、
前記ケースの内部に設けられ、前記圧電振動部材の一部と接触されて設けられるウェイト部材と、
前記圧電振動部材の一領域に設けられて、前記ウェイト部材を接触固定する少なくとも一つの固定部材と、
を備える圧電振動装置。
【請求項２】
前記圧電素子は、ベースと、前記ベースの少なくとも一方の面の上に形成された複数の圧電層と、前記複数の圧電層の間に形成された複数の内部電極と、前記複数の内部電極と接続されるように外部に設けられた外部電極と、を備える請求項１に記載の圧電振動装置。
【請求項３】
前記ベースの厚さは、前記圧電素子の厚さの１／３〜１／１５０である請求項２に記載の圧電振動装置。
【請求項４】
前記圧電層の厚さは、前記ベース又は内部電極の厚さに等しいかそれよりも大きい請求項２に記載の圧電振動装置。
【請求項５】
前記圧電層のそれぞれの厚さは、前記圧電素子の厚さの１／３〜１／３０である請求項２に記載の圧電振動装置。
【請求項６】
前記圧電層は、少なくとも一つの気孔を有する請求項２に記載の圧電振動装置。
【請求項７】
前記内部電極は、少なくとも一領域の厚さが異なる請求項２に記載の圧電振動装置。
【請求項８】
前記内部電極は、前記圧電層の面積の１０％〜９７％の面積を有する請求項２に記載の圧電振動装置。
【請求項９】
前記圧電層は、シード組成物を含む請求項２に記載の圧電振動装置。
【請求項１０】
前記圧電層は、ペロブスカイト結晶構造を有する圧電物質により形成される配向原料組成物と、前記配向原料組成物内に分布され、ＡＢＯ３（Ａは、２価の金属元素、Ｂは、４価の金属元素）の一般式を有する酸化物により形成されるシード組成物と、を含む請求項２に記載の圧電振動装置。
【請求項１１】
前記シード組成物は、少なくとも一方向に１μｍ〜２０μｍの長さに配向された請求項９又は請求項１０に記載の圧電振動装置。
【請求項１２】
前記固定部材は、前記圧電振動部材の側面から前記ウェイト部材の側面及び上面を取り囲むように設けられた請求項１に記載の圧電振動装置。
【請求項１３】
前記ウェイト部材の側面及び上面に形成されて前記固定部材を収容する収容溝を更に備える請求項１２に記載の圧電振動装置。
【請求項１４】
前記固定部材は、前記ウェイト部材の長さの５％〜５０％の幅に形成された請求項１に記載の圧電振動装置。
【請求項１５】
前記ウェイト部材の上に設けられて前記ウェイト部材を追加固定する追加固定部材と、前記圧電素子と結合された振動板を有する前記圧電振動部材の圧電素子の周縁と前記振動板とを結合するように設けられた結合部材と、前記振動板と接触されていない圧電素子の他方の面の上に設けられた補強部材と、のうちの少なくともいずれか一つを更に備える請求項１に記載の圧電振動装置。
【請求項１６】
前記ケースの内部に設けられた少なくとも一つの緩衝部材を更に備える請求項１乃至請求項１０、請求項１２乃至請求項１５のうちのいずれか一項に記載の圧電振動装置。
【請求項１７】
前記緩衝部材は、下部ケースと前記圧電振動部材との間に設けられた第１の緩衝部材と、前記圧電振動部材と前記ウェイト部材との間に設けられた第２の緩衝部材と、前記ウェイト部材と上部ケースとの間に設けられた第３の緩衝部材と、前記ケースの内側面と前記ウェイト部材の側面との間に設けられた第４の緩衝部材と、のうちの少なくともいずれか一つを備える請求項１６に記載の圧電振動装置。
【請求項１８】
筐体又はパネルと接触されるように少なくとも一つの圧電振動装置が設けられた電子機器であって、
請求項１乃至請求項１０、請求項１２乃至請求項１５のうちのいずれか一項に記載の圧電振動装置を備える電子機器。
【請求項１９】
前記圧電振動装置のケースの内部に設けられた少なくとも一つの緩衝部材を更に備える請求項１６に記載の電子機器。
【請求項２０】
前記圧電振動装置は、両面テープ、フォームテープ、シリコンパッド、ねじ及び係合用ピンのうちのいずれか一つ以上により締着される請求項１８に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動装置に係り、特に、電子機器内において触覚フィードバック（ｈａｐｔｉｃ  ｆｅｅｄｂａｃｋ）手段として用いられる圧電振動装置及びこれを備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電物質（Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍａｔｅｒｉａｌ）は、圧力を加えると電圧が発生し（圧電効果）、電圧を加えると圧電物質内における圧力の変化により体積や長さの増減が発生する（逆圧電効果）。圧電振動装置は、逆圧電効果を有することから、携帯電話、携帯用マルチメディア再生装置（Ｐｏｔａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｐｌａｙｅｒ；ＰＭＰ）、ゲーム機などの様々な電子機器に広く採用される。
【０００３】
携帯電話などに用いられる圧電振動装置は、ユーザーのタッチに振動で反応する触覚フィードバック手段として使用可能である。触覚フィードバックとは、物体に触れたとき、ユーザーのフィンガーティップ（指先又はスタイラスペン）で感じられる触覚のことをいう。触覚フィードバック手段は、仮想の物体（例えば、ウィンドウ画面のボタン表示）に人間が触れたとき、まるで実際の物体（実際のボタン）に触れたかのような応答性で動的特性（ボタンを押下するときに指先に伝わる振動、触感と動作音など）を再生することができるということが最も理想的であるといえる。この理由から、圧電振動装置は、人間が触覚を通じて振動を認知し得る十分な振動力を提供する必要がある。
【０００４】
このような圧電振動装置の例として、特許文献１（大韓民国登録特許第１０−０５０２７８２号公報）には、振動板の片面又は両面に複数の圧電板が取り付けられた圧電型振動装置が開示されている。しかしながら、特許文献１のように振動板に圧電板を取り付けた構造だけでは電子機器に求められる十分な振動力を発生させ難い。すなわち、振動の振幅が小さ過ぎるだけではなく、現在用いられている電磁石の原理を用いたコイン型振動モーターやソレノイド型振動装置が発生させる振動力に比べて振動力が顕著に小さいため実用性に乏しい。
【０００５】
振動力を大きくするために、質量の大きなウェイト部材を圧電振動部材の上に取り付けて用いることがある。すなわち、振動を発生させる圧電振動部材の上に接着剤などを用いてウェイト部材を圧電振動部材とは垂直の方向に貼り付けて振動力を増幅させる。このような圧電振動装置は、例えば、電子機器の一領域に設けられ、電子機器の垂直方向に振動して携帯電話の全体に振動を提供する。
【０００６】
ところが、質量の大きなウェイト部材が用いられる圧電振動装置は、衝撃により圧電振動部材が破損される虞がある。すなわち、ウェイト部材は、接着剤などにより圧電振動部材の上に貼り付けられるが、電子機器の落下などにより圧電振動装置に衝撃が加えられたときにウェイト部材が圧電振動部材から離脱してウェイト部材の質量により圧電振動部材に衝撃が加えられ、これにより、圧電振動部材が破損される虞がある。このように圧電振動部材が破損されると、触覚によりフィードバック反応をしないため圧電振動装置としての機能を失ってしまう。なお、ウェイト部材が離脱すると、圧電振動装置の共振周波数が変わり、これにより、所望の共振周波数で振動することができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０−０５０２７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、外部の衝撃及びウェイト部材の離脱に起因する圧電振動部材の破損を防ぐことのできる圧電振動装置を提供する。
【０００９】
本発明は、圧電振動部材の一領域から固定部材が設けられて該結合部材がウェイト部材を取り囲んで固定することにより、ウェイト部材が圧電振動部材から離脱することを防ぐことのできる圧電振動装置を提供する。
【００１０】
本発明は、前記圧電振動装置を備える電子機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る圧電振動装置は、内部に所定の空間が設けられたケースと、前記ケースの内部に設けられ、印加される電圧により振動し、圧電素子を有する圧電振動部材と、前記ケースの内部に設けられ、前記圧電振動部材の一部と接触されて設けられるウェイト部材と、前記圧電振動部材の一領域に設けられて、前記ウェイト部材を接触固定する少なくとも一つの固定部材と、を備える。
【００１２】
好ましくは、前記圧電素子は、ベースと、前記ベースの少なくとも一方の面の上に形成された複数の圧電層と、前記複数の圧電層の間に形成された複数の内部電極と、前記複数の内部電極と接続されるように外部に設けられた外部電極と、を備える。
【００１３】
また、好ましくは、前記ベースの厚さは、前記圧電素子の厚さの１／３〜１／１５０である。
【００１４】
更に、好ましくは、前記圧電層の厚さは、前記ベース又は内部電極の厚さに等しいかそれよりも大きい。
【００１５】
更にまた、好ましくは、前記圧電層のそれぞれの厚さは、前記圧電素子の厚さの１／３〜１／３０である。
【００１６】
更にまた、好ましくは、前記圧電層は、少なくとも一つの気孔を有する。
【００１７】
更にまた、好ましくは、前記内部電極は、少なくとも一領域の厚さが異なる。
【００１８】
更にまた、好ましくは、前記内部電極は、前記圧電層の面積の１０％〜９７％の面積を有する。
【００１９】
更にまた、好ましくは、前記圧電層は、シード組成物を含む。
【００２０】
更にまた、好ましくは、前記圧電層は、ペロブスカイト結晶構造を有する圧電物質により形成される配向原料組成物と、前記配向原料組成物内に分布され、ＡＢＯ３（Ａは、２価の金属元素、Ｂは、４価の金属元素）の一般式を有する酸化物により形成されるシード組成物と、を含む。
【００２１】
更にまた、好ましくは、前記シード組成物は、少なくとも一方向に１μｍ〜２０μｍの長さに配向される。
【００２２】
更にまた、好ましくは、前記固定部材は、前記圧電振動部材の側面から前記ウェイト部材の側面及び上面を取り囲むように設けられる。
【００２３】
更にまた、好ましくは、前記圧電振動装置は、前記ウェイト部材の側面及び上面に形成されて前記固定部材を収容する収容溝を更に備える。
【００２４】
更にまた、好ましくは、前記固定部材は、前記ウェイト部材の長さの５％〜５０％の幅に形成される。
【００２５】
更にまた、好ましくは、前記圧電振動装置は、前記ウェイト部材の上に設けられて前記ウェイト部材を追加固定する追加固定部材と、前記圧電素子と結合された振動板を有する前記圧電振動部材の圧電素子の周縁と前記振動板とを結合するように設けられた結合部材と、前記振動板と接触されていない圧電素子の他方の面の上に設けられた補強部材と、のうちの少なくともいずれか一つを更に備える。
【００２６】
更にまた、好ましくは、前記圧電振動装置は、前記ケースの内部に設けられた少なくとも一つの緩衝部材を更に備える。
【００２７】
前記緩衝部材は、下部ケースと前記圧電振動部材との間に設けられた第１の緩衝部材と、前記圧電振動部材と前記ウェイト部材との間に設けられた第２の緩衝部材と、前記ウェイト部材と上部ケースとの間に設けられた第３の緩衝部材と、前記ケースの内側面と前記ウェイト部材の側面との間に設けられた第４の緩衝部材と、のうちの少なくともいずれか一つを備える。
【００２８】
本発明の他の態様に係る電子機器は、筐体又はパネルと接触されるように設けられた本発明の一実施形態に係る圧電振動装置を少なくとも一つ備える。
【００２９】
好ましくは、前記電子機器は、前記圧電振動装置のケースの内部に設けられた少なくとも一つの緩衝部材を更に備える。
【００３０】
また、好ましくは、前記電子機器には、前記圧電振動装置が、両面テープ、フォームテープ、シリコンパッド、ねじ及び係合用ピンのうちのいずれか一つ以上により締着される。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の実施形態に係る圧電振動装置は、圧電振動部材の上に設けられるウェイト部材を圧電振動部材の一方の側に設けられた固定部材を用いて固定することができる。なお、固定部材は、ウェイト部材を取り囲むように設けられる。
【００３２】
したがって、ウェイト部材を接着剤を用いて貼着する従来に比べてウェイト部材の結合力を向上させることができ、これにより、電子機器の落下などの衝撃によってウェイト部材が離脱することを防ぐことができる。要するに、たとえ強い衝撃が生じた場合であっても圧電振動装置の機能を正常に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電振動装置を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る圧電振動装置を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る圧電振動装置を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る圧電振動装置を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る圧電振動装置を説明するための図である。
【図６】本発明に用いられる圧電素子の一実施形態に係る斜視図である。
【図７】本発明に用いられる圧電素子の一実施形態に係る断面図である。
【図８】本発明に用いられる圧電セラミック焼結体の特性を説明するための図である。
【図９】本発明に用いられる圧電セラミック焼結体の特性を説明するための図である。
【図１０】本発明に用いられる圧電セラミック焼結体の実施例及び比較例を説明するための図である。
【図１１】本発明に用いられる圧電セラミック焼結体の実施例及び比較例を説明するための図である。
【図１２】本発明に用いられる圧電セラミック焼結体の実施例及び比較例を説明するための図である。
【図１３】本発明に用いられる圧電セラミック焼結体の実施例及び比較例を説明するための図である。
【図１４】本発明に用いられる圧電セラミック焼結体の実施例及び比較例を説明するための図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る圧電振動装置の分解斜視図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る圧電振動装置の断面図である。
【図１７】本発明の他の実施形態に係る圧電振動装置の断面図である。
【図１８】本発明の他の実施形態に係る圧電振動装置の断面図である。
【図１９】本発明の他の実施形態に係る圧電振動装置の断面図である。
【図２０】本発明の様々な変形例を説明するための概略図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る圧電振動装置の電子機器への締着方式を説明するための概略図である。
【図２２】本発明の実施形態に係る圧電振動装置の電子機器への締着方式を説明するための概略図である。
【図２３】本発明の他の実施形態に係る圧電振動装置の電子機器への締着方式を説明するための圧電振動装置の概略図である。
【図２４】本発明の他の実施形態に係る圧電振動装置の電子機器への締着方式を説明するための圧電振動装置の概略図である。
【図２５】本発明の他の実施形態に係る圧電振動装置の電子機器への締着方式を説明するための圧電振動装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。
【００３５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る圧電振動装置の組合せ斜視図であり、図２は、同分解斜視図である。また、図３は、同分解断面図であり、図４は、同部分斜視図である。更に、図５は、圧電振動装置の一部の領域の様々な実施形態に係る概略図である。なお、図６及び図７は、本発明に用いられる圧電素子の一例に係る斜視図及び断面図であり、図８は、本発明に用いられる圧電素子の他の例に係る特性を説明するための図である。
【００３６】
図１から図５を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る圧電振動装置は、内部に所定空間が設けられるケース１０００と、ケース１０００の内部空間に設けられて振動を発生させる圧電振動部材２０００と、ケース１０００の内部空間に設けられ、圧電振動部材２０００の一部に結合されて圧電振動部材２０００の振動を増幅させるウェイト部材３０００と、圧電振動部材２０００の少なくとも一領域に設けられてウェイト部材３０００を固定するための固定部材４０００と、を備えていてもよい。
【００３７】
１．ケース
ケース１０００は、下部ケース１１００及び上部ケース１２００を備え、内部に所定の空間が設けられてもよい。すなわち、下部ケース１１００及び上部ケース１２００が組み合わせられて圧電振動装置の外形をなし、内部に所定の空間が設けられてもよい。
【００３８】
下部ケース１１００は、圧電振動部材２０００の下側に設けられて、圧電振動部材２０００の少なくとも一部を内部空間に収容する。このような下部ケース１１００は、圧電振動部材２０００及びウェイト部材３０００の形状に倣って内部空間が設けられるように、例えば、長手方向（すなわち、Ｘ方向）に対向する両辺が第１の長さを有し、これと直交する幅方向（すなわち、Ｙ方向）に対向する両辺が第２の長さを有し、第１の長さが第２の長さよりも大きな形状を呈するように設けられてもよい。すなわち、圧電振動部材２０００及びウェイト部材３０００の長さに対応する両辺が長く、圧電振動部材２０００及びウェイト部材３０００の幅に対応する両辺が短く設けられてよい。また、下部ケース１１００は、長手方向の少なくとも両辺から上方（すなわち、Ｚ方向）に向かって所定の高さだけ延設されてもよい。すなわち、下部ケース１１００は、略長方形の平面部１１１０と、平面部１１１０の少なくとも二つの辺から上側に向かって延びた少なくとも一つの側面部１１２０と、を備えていてもよい。平面部１１１０は、圧電振動部材２０００から所定の間隔だけ離れて圧電振動部材２０００の下側を覆ってもよい。側面部１１２０は、平面部１１１０の周縁の少なくとも二つの領域から上側に向かって延設されてもよい。例えば、側面部１１２０は、平面部１１１０の長辺の周縁から上方に向かって延設されてもよい。もちろん、側面部１１２０は、平面部１１１０の四つの周縁から上方に向かって延設されてもよい。ここで、側面部１１２０が平面部１１１０の四つの周縁から延設される場合、少なくとも一つ以上の領域が異なる高さに形成されてもよい。例えば、側面部１１２０のうち長辺に形成されたものが短辺に形成されたものよりも高く形成されてもよい。このように側面部１１２０が様々な形状に製作されても、上部ケース１２００と組み合わせられて側面が覆われてもよい。一方、平面部１１１０の長さは、圧電振動部材２０００の長さよりも短くてもよい。すなわち、圧電振動部材２０００は、下部ケース１１００の長さよりも長く設けられてもよく、これにより、少なくとも一部が下部ケース１１００の外側に露出されてもよい。もちろん、圧電振動部材２０００が下部ケース１１００の長さよりも短く設けられて下部ケース１１００の内部に完全に収容されてもよい。このように下部ケース１１００の形状は種々に変形可能である。
【００３９】
上部ケース１２００は、ウェイト部材３０００の上側に設けられて内部にウェイト部材３０００が収容され、圧電振動部材２０００の少なくとも一部が収容される。すなわち、ウェイト部材３０００は、上部ケース１２００の内部に設けられてもよく、圧電振動部材２０００は、下部及び上部ケース１１００、１２００間の空間に設けられてもよい。このような上部ケース１２００は、圧電振動部材２０００及びウェイト部材３０００の形状に倣って内部空間が設けられるように対向する両辺が長く、これと直交する方向に対向する両辺が短い形状に設けられてもよい。すなわち、上部ケース１２００は、下部ケース１１００と少なくとも一領域が同じ形状を有するように長手方向（すなわち、Ｘ方向）の対向する両辺が長く、幅方向（すなわち、Ｙ方向）に対向する両辺が短い形状を有してもよい。また、上部ケース１２００は、少なくとも一領域から下方に向かって延設されてもよい。すなわち、上部ケース１２００は、略長方形の平面部１２１０と、平面部１２１０の周縁から下部ケース１１００に向かって延びた第１の延長部１２２０と、第１の延長部１２２０から水平方向に延びた第２の延長部１２３０と、を備えていてもよい。平面部１２１０は、圧電振動部材２０００及びウェイト部材３０００の長手方向に沿って両辺が長く、圧電振動部材２０００及びウェイト部材３０００の幅方向に沿って両辺が短く設けられてもよい。更に、第１の延長部１２２０は、平面部１２１０の二つの周縁から下側に向かって延設されてもよく、周縁の少なくとも一部から下側に向かって延設されてもよい。すなわち、第１の延長部１２２０は、平面部１２１０の短辺から下側に向かって延設されてもよい。更にまた、第２の延長部１２３０は、第１の延長部１２２０から水平方向に所定の長さだけ延設されてもよい。このため、上部ケース１２００は、幅方向に対向する両領域が下側に向かって水平方向に折り曲げられた形状を有してもよい。このような第２の延長部１２３０は、圧電振動部材２０００の所定の領域と係合されてもよい。一方、第２の延長部１２３０の所定の領域に開口１２３５が形成され、これに対応して圧電振動部材２０００にも開口２２２０が形成されてもよい。上部ケース１２００の開口１２３５及び圧電振動部材２０００の開口２２２０は、上部ケース１２００及び圧電振動部材２０００の位置合わせのために形成され、圧電振動装置を組み立てた後に該圧電振動装置を電子装置に固定するために用いられてもよい。一方、上部ケース１２００には、平面部１２１０の長手方向に対向する両辺、すなわち、長辺から下側に向かって延びた複数の第３の延長部１２４０が形成されてもよい。第３の延長部１２４０は、所定の間隔を隔てて所定の幅に設けられてもよく、下部ケース１１００の側面部１１２０と接触されてもよい。すなわち、下部ケース１１００の側面部１１２０と外側又は内側において接触されるように上部ケース１２００の第３の延長部１２４０が設けられてもよい。このため、内部に圧電振動部材２０００及びウェイト部材３０００を収容し、上部ケース１２００の第３の延長部１２４０と下部ケース１１００の側面部１１２０とが接触されて下部ケース１１００及び上部ケース１２００が組み合わせられて圧電振動装置が実現されてもよい。また、上部ケース１２００は、下部ケース１１００との間に圧電振動部材２０００及びウェイト部材３０００を収容するように第１及び第３の延長部１２２０、１２４０のそれぞれの高さがウェイト部材３０００及び圧電振動部材２０００の一部の高さよりも高くてもよい。一方、下部ケース１１００及び上部ケース１２００のうちの少なくとも一方には少なくとも一つの孔（図示せず）を形成して外部端子を接続してもよい。すなわち、下部ケース１１００の平面部１１１０及び上部ケース１２００の平面部１２１０のうちの少なくともいずれか一方には少なくとも一つの孔が形成されて外部から電源を供給するための外部端子が差し込まれてもよい。外部端子は、圧電振動部材２０００の圧電素子２１００と接続されてもよい。
【００４０】
２．圧電振動部材
圧電振動部材２０００は、振動板２２００と、振動板２２００の少なくとも一方の面に設けられた圧電素子２１００と、を備えていてもよい。このような圧電振動部材２０００は、電圧の印加により曲げ応力が発生する逆圧電効果を用いて振動を発生させる。すなわち、圧電素子２１００は、印加される電圧により垂直方向に伸縮運動をし、振動板２２００は、これを曲げ変形して垂直方向に振動を発生させる。ここで、圧電素子２１００は、ベースと、ベースの少なくとも一方の面の上に設けられた少なくとも一つの圧電層及び内部電極を備えていてもよい。このような圧電素子２１００の詳細については、図６及び図７などに基づいて後述する。圧電素子２１００は、接着剤などにより振動板２２００の少なくとも一方の面に貼り付けられる。このとき、振動板２２００の両側が同じ長さを有するように、圧電素子２１００は、振動板２２００の中央部に貼り付けられてもよい。また、圧電素子２１００は、振動板２２００の上面に貼り付けられてもよく、振動板２２００の下面に貼り付けられてもよく、振動板２２００の上下の両面ともに貼り付けられてもよい。すなわち、本発明の実施形態においては、圧電素子２１００が振動板２２００の下面に貼り付けられる場合を図示し且つ説明しているが、圧電素子２１００は、振動板２２００の上面に貼り付けられてもよく、振動板２２００の上面及び下面の両面ともに貼り付けられてもよい。ここで、圧電素子２１００及び振動板２２００は、接着剤による貼り付けに加えて、様々な方法により固定可能である。例えば、振動板２２００に圧電素子２１００を粘着剤を用いて粘着し、振動板２２００及び圧電素子２１００の側面を接着剤などを用いて貼り合わせてもよい。
【００４１】
振動板２２００は、金属、プラスチックなどを用いて製作してもよく、異なる２種類以上の素材を積層して少なくとも二重構造に製作してもよい。このような圧電素子２１００及び振動板２２００は、略長方形の板状に製作される。すなわち、圧電素子２１００及び振動板２２００は、それぞれ所定の長さ、幅及び厚さを有し、対向する一方の面及び他方の面を有する形状に製作される。このとき、振動板２２００が圧電素子２１００よりも長く製作されてもよい。また、振動板２２００は、ウェイト部材３０００よりも長く製作されてもよい。このような圧電振動部材２０００は、振動板２２００の一方の面が圧電素子２１００の一方の面と貼り合わせられ、振動板２２００の他方の面がウェイト部材３０００の一部と接触される。すなわち、振動板２２００の下面に圧電素子２１００が貼り付けられ、振動板２２００の上面にウェイト部材３０００の一部が結合されてもよい。更に、圧電素子２１００が振動板２２００の上面に取り付けられる場合、圧電素子２１００とウェイト部材３０００とが接触されて結合されてもよい。このとき、圧電振動部材２０００及びウェイト部材３０００は貼り合わせられてもよい。更にまた、振動板２２００は、圧電素子２１００と貼り合わせられた領域を除く所定の領域が外側に向かって延設されてもよい。すなわち、図２に示すように、圧電素子２１００と貼り合わせられた領域の外側に向かって延長板２２１０が延設され、延長板２２１０は、上部ケース１２００の第２の延長部１２３０と接触されてもよい。換言すると、振動板２２００は、圧電素子２１００と接触される領域及び上部ケース１００の第２の延長部１２３０と接触される領域を有していてもよい。加えて、延長板２２１０には、上部ケース１２００の第２の延長部２３０の開口１２３５と対応するように開口２２２０が形成されてもよい。一方、振動板２２００の外側の係合領域、すなわち、延長板２２１０は様々な形状に設けられてもよい。例えば、下側に向かって折り曲げられた後に再び上側に向かって折り曲げられた形状を有してもよく、折り曲げられた領域の外側に再び平らに形成され、この領域が上部ケース１２００の第２の延長部１２３０と接触されてもよい。
【００４２】
３．ウェイト部材
ウェイト部材３０００は、所定の長さと幅及び厚さを有する略六面体の形状を有する。また、ウェイト部材３０００は、圧電振動部材２０００側に接触部３１００が形成され、接触部３１００は、圧電振動部材２０００と接触される。すなわち、接触部３１００は、圧電振動部材２０００の一方の面と対面するウェイト部材３０００の厚手方向の一方の面の中央部に設けられてもよく、これにより、圧電振動部材２０００の中央部と接触されてもよい。接触部３１００は、水平をなすように平らに設けられたウェイト部材３０００の一方の面の中央部に突設されてもよく、ウェイト部材３０００の一方の面が周縁から中央部に向かって所定の角度だけ傾くように形成され、中央部の最も高い部分が接触部３１００となって圧電振動部材２０００と接触されてもよい。このとき、接触部３１００及び圧電振動部材２０００は、接着部材などにより貼り合わせられてもよい。すなわち、ウェイト部材３０００は、接触部３１００と圧電振動部材２０００との間に接着部材が設けられてウェイト部材３０００が圧電振動部材２０００に１次的に固定されてもよい。ここで、接着部材としては、両面テープ、クッションテープ、エポキシボンド、シリコンボンド、シリコンパッドなどをはじめとするテープやボンド類が使用可能である。これにより、接触部３１００が圧電振動部材２０００と接触され、ウェイト部材３０００の残りの領域は圧電振動部材２０００から離れる。ところが、接着剤の種類及びそれによる特性に応じて接着剤を厚く塗布しなければならない場合があるが、接着剤の塗布厚さに応じて圧電振動部材２０００とウェイト部材３０００との間の間隔が大きくなり、これに伴い、圧電振動装置の厚肉化が招かれてしまう虞がある。このため、接着剤が塗布される領域、すなわち、接触部３１００には、接着剤の塗布厚さに応じて、内部に凹んだ凹部（図示せず）が形成され、凹部の内側に接着剤が塗布されてもよい。一方、接触部３１００は、必ずしもウェイト部材３０００の中央部に設けられるとは限らず、中央部から２０％以内の範囲内であれば、その配設位置は限定されない。これにより、振動周波数及び変位を調節することができる。このように、圧電振動部材２０００と結合されるウェイト部材３０００は、圧電振動部材２０００の振動につれて振動しながら自分の重さをその振動に載せる。このように、圧電振動部材２０００にウェイト部材３０００が結合されてウェイト部材３０００の重さが載せられると、振動体の重さが増し、その結果、圧電振動部材２０００が単独で振動するときに比べて共振周波数は減少する代わりに、振動力は強くなる。特に、交流駆動電圧の特定の周波数においては、振動力が最大限に増幅される。共振周波数は、圧電振動部材２０００、ウェイト部材３０００などの各構成要素の物理的な財源及び物性的な特徴に応じて異なる値を有してもよい。振動体は、自分の固有振動数において振動をするときに最も大きな振動を引き起こす。振動体がウェイト部材３０００なしに圧電振動部材２０００の単独で構成された場合、その振動体の共振点は圧電素子２１００の固有振動数に近いため、圧電振動部材２０００がその共振点において最大限に振動するときに圧電素子２１００に流れる電流値が相対的に高い。これに対し、振動体が圧電振動部材２０００及びウェイト部材３０００間の結合体により構成された場合、その振動体の共振点は圧電素子２１００の固有振動数から大きく遠ざかってその振動体がその共振点において最大限に振動を引き起こすときに圧電素子２１００に流れる電流値は相対的に低くなる。また、圧電振動部材２０００に流れる電流は前者の場合よりも後者の場合の方に低いため、振動体にウェイト部材３０００を用いる場合、電力の消耗量を大幅に低減することができる。一方、ウェイト部材３０００の側面及び上面には固定部材４０００が嵌入して収容される収容溝３２００が形成されてもよい。すなわち、固定部材４０００が接触されるウェイト部材３０００の領域には収容溝３２００が凹設され、収容溝３２００内に固定部材４０００が嵌合して収容されてもよい。このような収容溝３２００は、固定部材４０００の厚さに見合う深さと、固定部材４０００の幅に見合う幅を有するように形成されてもよい。このため、固定部材４０００が収容溝３２００に嵌合した後にウェイト部材３０００の側面及び上面は固定部材４０００と面一になってもよい。もちろん、収容溝３２００は、固定部材４０００の厚さよりも大きな深さを有するように形成されてもよく、固定部材４０００の厚さよりも小さな深さを有するように形成されてもよい。しかしながら、収容溝３２００の幅は固定部材４０００の幅に等しく形成され、これにより、ウェイト部材３０００が動かないようにすることが好ましい。このように、固定部材４０００が収容溝３２００内に嵌合してウェイト部材３０００をなお一層強固に固定することができる。
【００４３】
４．固定部材
固定部材４０００は、圧電振動部材２０００の少なくとも一領域からウェイト部材３０００を取り囲むように設けられてもよい。例えば、固定部材４０００は、振動板２２００のＸ方向の両側面、すなわち、長辺から延設された第１及び第２の固定部材４１００、４２００を備えていてもよい。このような固定部材４０００は、振動板２２００と一体に設けられてもよい。もちろん、固定部材４０００は、振動板２２００とは別途に製作された後に振動板２２００の一領域に溶接などの方法により固定されてもよい。しかしながら、固定部材４０００は、振動板２２００と一体に製作されることが好ましい。このような固定部材４０００は、ウェイト部材３０００の側面及び上面を取り囲むように形成されて、ウェイト部材３０００を圧電振動部材２０００の上に固定してもよい。すなわち、固定部材４０００は、ウェイト部材３０００の側面及び上面と接触されるように折れ曲がってウェイト部材３０００を取り囲むように形成されてもよい。ウェイト部材３０００は、圧電振動部材２０００の上に接着剤などにより１次的に固定されるが、固定部材４０００がウェイト部材３０００を取り囲んで固定することにより、ウェイト部材３０００をなお一層強固に固定することができる。一方、固定部材４０００の折れ曲がった部分の少なくとも一部は切り欠かれて他領域よりも狭幅に又は薄肉に形成されてもよい。すなわち、図２に示すように、振動板２２００の側面と接触される部分が所定の幅だけ切り欠かれて開口が形成されてもよい。このように、固定部材４０００の少なくとも一部が切り欠かれることにより、固定部材４０００を折り曲げ易く、これにより、ウェイト部材３０００をなお一層緊密に固定することができる。このような固定部材４０００は、振動板２２００と同じ材質により形成されてもよく、例えば、金属材質により形成されてもよい。一方、固定部材４０００は、振動板２２００の両側に一対が形成されてもよく、２以上の複数の対が形成されてもよい。すなわち、固定部材４０００は、振動板２２００の一方の側面及びこれと対向する他方の側面にそれぞれ一つずつ形成されてもよく、振動板２２００の一方の側面及びこれと対向する他方の側面に所定の間隔を隔てて複数個ずつ形成されてもよい。複数の対の固定部材４０００が形成されることにより、ウェイト部材３０００を複数の領域において固定することができ、これにより、一対の固定部材４０００が形成される場合に比べてウェイト部材３０００をなお一層強固に固定することができる。一方、固定部材４０００は、ウェイト部材３０００の長さに対して５％〜５０％の幅を有するように形成されてもよい。すなわち、固定部材４０００の幅は、ウェイト部材３０００長さの５％〜５０％に形成されてもよい。これは、一つの固定部材４０００の幅がウェイト部材３０００の長さの５％〜５０％であってもよく、複数の固定部材４０００の幅の合計がウェイト部材３０００の長さの５％〜５０％であってもよい。また、固定部材４０００は、互いに当接する部分が様々な形状を有するように形成されてもよい。すなわち、図５の（ａ）に示すように、第１の固定部材４１００の一領域に突出部が設けられ、他領域に凹部が設けられ、これと対向する第２の固定部材４２００には第１の固定部材４１００の突出部及び凹部にそれぞれ対向して凹部及び突出部が設けられてもよい。また、図５の（ｂ）に示すように、第１の固定部材４１００には、例えば、中央部に凹部が設けられ、これに対向して第２の固定部材４２００には凸部が設けられてもよい。更に、図５の（ｃ）に示すように、第１の固定部材４１００には二以上の凹部が設けられ、これに対向して第２の固定部材４２００には二以上の凸部が設けられてもよい。更にまた、図５の（ｄ）に示すように、第１及び第２の固定部材４１００、４２００は、それぞれの末端が鋸の歯状に形成され、これらが対向して噛合してもよい。このように、第１及び第２の固定部材４１００、４２００の互いに当接する末端部を様々な形状に形成することにより、第１及び第２の固定部材４１００、４２００間の対面面積を増やすことができ、これにより、ウェイト部材３０００の固定力をなお一層増大させることができる。一方、固定部材４０００とウェイト部材３０００との間、すなわち、固定部材４０００と収容溝３２００との間には接着剤又はクッション材が設けられてもよい。接着剤が設けられることにより、固定部材４０００及びウェイト部材３０００間の結合力を向上させることができる。なお、クッション材が設けられることにより、固定部材４０００及びウェイト部材３０００間の結合による衝撃を緩和させることができ、振動による騒音を低減することができる。
【００４４】
上述したように、本発明の第１の実施形態に係る圧電振動装置は、圧電振動部材２０００の上に設けられるウェイト部材３０００を圧電振動部材２０００の一方の側に設けられた固定部材４０００を用いて固定することができる。固定部材４０００は、ウェイト部材３０００を取り囲むように設けられてもよい。このため、ウェイト部材３０００を接着剤を用いて貼着する従来に比べてウェイト部材３０００の結合力を向上させることができ、これにより、電子機器の落下などの衝撃に起因してウェイト部材３０００が離脱することを防ぐことができる。要するに、たとえ強い衝撃が生じた場合であっても圧電振動装置の機能を正常に発揮することができる。
【００４５】
次いで、添付図面に基づき、本発明の圧電振動部材２０００として用いられる圧電素子２１００について詳細に説明する。図６及び図７は、本発明の一例に係る圧電素子の斜視図及び断面図であり、図８及び図９は、本発明の他の例に係る圧電素子を説明するための図である。
【００４６】
２．１．圧電素子の一例
図６に示すように、圧電素子２１００は、所定の厚さを有する板状に設けられてもよい。例えば、圧電素子２１００は、０．１ｍｍ〜１ｍｍの厚さを有してもよい。しかしながら、圧電振動装置の大きさなどに応じて、圧電素子２１００の厚さは、前記厚さの範囲以内であってもよく、前記厚さの範囲から外れてもよい。また、圧電素子２１００は、略長方形の形状を有してもよいが、このとき、長さが幅よりも長くてもよく、長さが幅に等しくてもよい。例えば、Ｘ方向への長さ及びＹ方向への幅間の割合が５：５〜９：１であってもよい。このとき、圧電素子２１００は、振動板２２００よりも小さいか或いはそれに等しいサイズを有するように設けられてもよいが、Ｘ方向への長さが振動板２２００の長さよりも短いかそれに等しく、Ｙ方向への幅が振動板２２００の幅よりも短いかそれに等しく設けられてもよい。もちろん、圧電素子２１００は、圧電振動装置の形状に応じて、円形、楕円形など様々な形状に設けられてもよい。
【００４７】
このような圧電素子２１００は、図７に示すように、ベース２１１０と、ベース２１１０の少なくとも一方の面の上に設けられた少なくとも一つの圧電層２１２０と、圧電層２１２０の上に形成された少なくとも一つの内部電極２１３０と、を備えていてもよい。すなわち、圧電素子２１００は、ベース２１１０の両面に圧電層２１２０が形成されたバイモルフ型に形成されてもよく、ベース２１１０の片面に圧電層２１２０が形成されたユニモルフ型に形成されてもよい。また、変位及び振動力を増やし、低電圧駆動を可能にするためにベース２１１０の一方の面の上に圧電層２１２０を複数積層し、ユニモルフ型に形成してもよい。例えば、図７に示すように、ベース２１１０の一方の面及び他方の面の上に複数の圧電層２１２１〜２１２８（２１２０）が積層され、圧電層２１２０の間に導電層が形成されて複数の内部電極２１３１〜２１３８（２１３０）が形成されてもよい。また、導電層は、圧電層２１２０の表面に形成されて表面電極２１３９が形成されてもよい。一方、内部電極２１３０のうちの少なくとも一つは、ベース２１１０の表面の上に形成されてもよいが、このとき、ベース２１１０は、絶縁性物質により形成されてもよい。なお、圧電素子２１００は、内部電極２１３０と接続されるように積層体の外部に形成された外部電極２１４１、２１４２（２１４０）を更に備えていてもよい。
【００４８】
ベース２１１０は、圧電層２１２０が積層された構造を保ちながら振動を発生させる特性を有する物質を用いて製作してもよい。例えば、ベース２１１０は、金属、プラスチック、絶縁性セラミックなどを用いて製作してもよい。一方、ベース２１１０は、金属、プラスチック、絶縁性セラミックなど圧電層２１２０とは異種の物質を用いなくてもよい。すなわち、ベース２１１０は、未分極の圧電層を用いて製作してもよい。このとき、ベース２１１０が未分極の圧電層又は金属により製作される場合、ベース２１１０の表面には内部電極２１３０が形成されない場合もある。ベース２１１０は、圧電素子２１００の全体の厚さに対して１／３〜１／１５０の厚さに設けられてもよい。例えば、圧電素子２１００の厚さが３００μｍである場合、ベース２１１０の厚さは２μｍ〜１００μｍであってもよい。このとき、ベース２１１０の厚さは、圧電層２１２０の全体の厚さよりも薄く、積層された複数の圧電層２１２０のそれぞれの厚さよりも薄いかそれに等しくてもよい。もちろん、ベース２１１０の厚さが圧電層２１２０のそれぞれの厚さよりも厚くてもよい。しかしながら、ベース２１１０が厚くなるにつれて圧電層２１２０の厚さが薄くなったり、圧電層２１２０の積層数が少なくなったりするため、圧電現象があまり発生しないことがある。このため、ベース２１１０の厚さは、圧電層２１２０の全体の厚さよりも薄く、複数の圧電層２１２０のそれぞれの厚さよりも薄いかそれに等しいことが好ましい。一方、ベース２１１０は、圧電素子２１００の中央部だけではなく、上部又は下部に設けられてもよい。すなわち、ベース２１１０は、圧電素子２１００の上部の表面又は下部の表面に設けられてもよい。ベース２１１０が圧電素子２１００の一方の表面に設けられると、ベース２１１０の一方の面の上に複数の圧電層２１２０及び内部電極２１３０が積層されてもよい。すなわち、ベース２１１０が複数の圧電層２１２０及び内部電極２１３０を形成するための支持層として用いられてもよい。また、ベース２１１０は、圧電素子２１００の内部に二以上に設けられてもよい。例えば、ベース２１１０は、圧電素子２１００の上部及び下部にそれぞれ設けられてもよく、圧電素子２１００の上部、中央部及び下部にそれぞれ設けられてもよい。もちろん、圧電素子２１００の上部及び下部のうちのいずれか一方及び中央部にベース２１１０が設けられてもよい。一方、圧電素子２１００の上部及び下部に設けられるベース２１１０は、絶縁性物質により形成されてもよく、絶縁性ベース２１１０により表面電極２１３９及び内部電極２１３０の酸化が防がれる。すなわち、絶縁性ベース２１１０が表面電極２１３９を覆うように設けられてもよく、絶縁性ベース２１１０により酸素又は水分などの浸透が防がれて表面電極２１３９及び内部電極２１３０の酸化が防がれてもよい。このように二以上のベース２１１０が設けられる場合であっても、ベース２１１０の全体の厚さは、圧電層２１２０の全体の厚さよりも薄いことが好ましい。
【００４９】
圧電層２１２０は、例えば、ＰＺＴ（Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉ）、ＮＫＮ（Ｎａ，Ｋ，Ｎｂ）、ＢＮＴ（Ｂｉ，Ｎａ，Ｔｉ）系の圧電物質を用いて形成してもよい。しかしながら、圧電層２１２０は、このような物質に何等限定されず、様々な圧電物質を用いて形成可能である。すなわち、圧電層２１２０は、圧力を加えると電圧が発生し、電圧を加えると圧力の変化による体積や長さが増減する各種多様な圧電物質を用いて形成可能である。一方、圧電層２１２０は、少なくとも一領域に形成された少なくとも一つの気孔（図示せず）を備えていてもよい。このとき、気孔は、少なくとも一つの大きさ及び形状に形成されてもよい。すなわち、気孔は、不規則的な形状及び大きさに不規則的に分布されてもよい。また、圧電層２１２０は、少なくとも一方向に分極されてもよい。例えば、隣り合う二つの圧電層２１２０が互いに異なる方向に分極されてもよい。すなわち、異なる方向に分極された複数の圧電層２１２０が交互に積層されてもよい。例えば、第１、第３、第６及び第８の圧電層２１２１、２１２３、２１２６、２１２８が下方に分極され、第２、第４、第５及び第７の圧電層２１２２、２１２４、２１２５及び２１２７が上方に分極されてもよい。
【００５０】
内部電極２１３０は、外部から印加される電圧を圧電層２１２０に印加するために設けられてもよい。すなわち、内部電極２１３０は、圧電層２１２０の分極のための第１の電源及び圧電層２１２０の駆動のための第２の電源を圧電層２１２０に印加してもよい。分極のための第１の電源及び駆動のための第２の電源は、外部電極２１４０を介して内部電極２１３０に印加されてもよい。このような内部電極２１３０は、圧電素子２１００の外部に形成された外部電極２１４０と交互に接続されるように形成されてもよい。すなわち、第１、第３、第５及び第７の内部電極２１３１、２１３３、２１３５、２１３７は第１の外部電極２１４１と接続され、第２、第４、第６及び第８の内部電極２１３２、２１３４、２１３６、２１３８は第２の外部電極２１４２と接続されてもよい。また、内部電極２１３０は、導電性物質により形成されてもよいが、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕのうちのいずれか一種以上の成分を含む金属又は金属合金により形成されてもよい。合金の場合、例えば、Ａｇ及びＰｄ合金が使用可能である。一方、Ａｌは、焼成中に表面に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が形成され、内部はＡｌを保持してもよい。すなわち、Ａｌを圧電層２１２０の上に形成するときに空気と接触されるが、このようなＡｌは、後続する工程において表面が酸化されてＡｌ２Ｏ３が形成され、内部はＡｌをそのまま保持する。このため、内部電極２１３０は、表面が多孔性の薄い絶縁層であるＡｌ２Ｏ３により被覆されたＡｌにより形成されてもよい。もちろん、Ａｌに加えて、表面に絶縁層、好ましくは、多孔性の絶縁層が形成可能である限り、様々な金属が用いられてもよい。一方、内部電極２１３０は、例えば、１μｍ〜１０μｍの厚さに形成されてもよい。ここで、内部電極２１３０は、少なくとも一領域の厚さが異なるように形成されてもよく、少なくとも一領域が切り欠かれて形成されてもよい。すなわち、同じ内部電極２１３０は、少なくとも一領域の厚さが不均一であるため他領域よりも薄く、若しくは厚く形成されてもよく、少なくとも一領域が切り欠かれて圧電層２１２０が露出されるように形成されてもよい。しかしながら、内部電極２１３０の少なくとも一領域の厚さが薄いか、或いは、少なくとも一領域が切り欠かれても全体的に接続された状態を維持するため、電気伝導性には全く問題が発生しない。また、異なる内部電極２１３０は、同じ領域において異なる厚さに形成されるか、或いは、異なる形状に形成されてもよい。すなわち、複数の内部電極２１３０のうち垂直方向に所定の長さ及び幅に相当する同じ領域の少なくとも一つの内部電極２１３０が他の内部電極２１３０とは異なる厚さに形成されてもよく、異なる形状に形成されてもよい。ここで、異なる形状は、凹んだ形状、上方に膨らんだ形状、窪んだ形状などを含む。また、内部電極２１３０は、Ｘ方向の長さ及びＹ方向の幅が圧電素子２１００の長さ及び幅よりも小さく形成されてもよい。すなわち、内部電極２１３０は、圧電層２１２０の長さ及び幅よりも小さく形成されてもよい。例えば、内部電極２１３０は、圧電層２１２０の長さの１０％〜９７％の長さ及び１０％〜９７％の幅に形成されてもよ��。更に、内部電極２１３０は、圧電層２１２０のそれぞれの面積に対して１０％〜９７％の面積を有するようにそれぞれ形成されてもよい。一方、圧電素子２１００は、内部電極２１３０間の距離が全体の厚さに対して１／３〜１／３０であってもよい。すなわち、内部電極２１３０間の圧電層２１２０のそれぞれの厚さは、圧電素子２１００の全体の厚さの１／３〜１／３０であってもよい。例えば、圧電素子２１００の厚さが３００μｍである場合、内部電極２１３０間の距離、すなわち、圧電層２１２０のそれぞれの厚さは、１０μｍ〜１００μｍであってもよい。内部電極２１３０間の距離、すなわち、圧電層２１２０の厚さに応じて駆動電圧が変更されてもよく、内部電極２１３０間の距離が近くなれば近くなるほど、駆動電圧は減少されてもよい。ところが、内部電極２１３０間の距離、すなわち、圧電層２１２０の厚さが圧電素子２１００の全体の厚さの１／３を超える場合、駆動電圧が増加され、これに伴い、高い駆動電圧を生成するための高価な駆動ＩＣが必要になってコストアップの原因となる場合がある。また、内部電極２１３０間の距離、すなわち、圧電層２１２０の厚さが圧電素子２１００の全体の厚さの１／３０未満であれば、工程上の厚さのバラツキの発生頻度が高く、これにより、圧電層２１２０の厚さがばらついて特性の低下の問題が発生する虞がある。
【００５１】
外部電極２１４０は、圧電層２１２０の駆動電圧を印加するために形成されてもよい。このために、外部電極２１４０は、積層体の少なくとも一方の表面に形成され、内部電極２１３０と接続されてもよい。例えば、外部電極２１４０は、Ｘ方向、すなわち、長手方向に積層体の対向する両面にそれぞれ形成されてもよい。もちろん、外部電極２１４０は、対向する両面と、これと隣り合う少なくとも片面に延設されてもよい。また、外部電極２１４０は、積層体を貫通して積層体の内部に形成されてもよい。このような外部電極２１４０は、印刷、蒸着、スパッタリング、めっきなどの方法を用いて形成してもよく、少なくとも一つの層を有するように形成されてもよい。例えば、外部電極２１４０は、積層体と接触される第１の層が導電性ペーストを用いた印刷方法により形成され、その上部に第２の層がめっき方法により形成されてもよい。更に、内部電極２１３０と接続される外部電極２１４０の少なくとも一部の領域は、内部電極２１３０と同じ材質の物質により形成されてもよい。例えば、内部電極２１３０が銅により形成され、積層体の表面に形成され、内部電極２１３０と接触される外部電極２１４０の第１の層が銅により形成されてもよい。
【００５２】
２．２．圧電素子の他の例
一方、圧電層２１２０としては、圧電物質により形成される配向原料組成物と、配向原料組成物内に分布され、ＡＢＯ３（Ａは、２価の金属元素、Ｂは、４価の金属元素）の一般式を有する酸化物により形成されるシード組成物と、を含む圧電セラミック組成物を焼結して得た圧電セラミック焼結体を用いてもよい。すなわち、圧電素子２１００は、ベース２１１０と、ベース２１１０の少なくとも一方の面の上に形成された圧電層２１２０及び内部電極２１３０を備え、圧電層２１２０がシード組成物を含む圧電セラミック焼結体を備えていてもよい。ここで、配向原料組成物は、ペロブスカイト（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）結晶構造を有する圧電物質により形成されてもよい。また、配向原料組成物としては、ペロブスカイト結晶構造とは異なる結晶構造を有する物質が固溶体を形成する組成物が使用可能であるが、例えば、正方品系構造を有するＰｂＴｉＯ３［ＰＴ］及び菱面体構造を有するＰｂＺｒＯ３［ＰＺ］が固溶体を形成するＰＺＴ系物質が使用可能である。
【００５３】
また、配向原料組成物は、ＰＺＴ系物質にリラクサ（ｒｅｌａｘｏｒ）としてＰｂ（Ｎｉ，Ｎｂ）Ｏ３［ＰＮＮ］、Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎｂ）Ｏ３［ＰＺＮ］及びＰｂ（Ｍｎ，Ｎｂ）Ｏ３［ＰＭＮ］のうちの少なくとも一種を固溶した組成物を用いてＰＺＴ系物質の特性を向上させてもよい。例えば、ＰＺＴ系物質にＰＺＮ系物質及びＰＮＮ系物質を用いて高い圧電特性及び低い誘電率及び易焼結性を有するＰＺＮＮ系物質をリラクサとして固溶して配向原料組成物を形成してもよい。ＰＺＴ系物質にＰＺＮＮ系物質をリラクサとして固溶した配向原料組成物は、（１−ｘ）Ｐｂ（Ｚｒ０．４７Ｔｉ０．５３）Ｏ３−ｘＰｂ（（Ｎｉ１−ｙＺｎｙ）１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３の組成式を有してもよい。ここで、ｘは、０．１＜ｘ＜０．５の範囲内の値を有してもよく、好ましくは、０．３０≦ｘ≦０．３２の範囲内の値を有し、最も好ましくは、０．３１の値を有する。なお、ｙは、０．１＜ｙ≦０．９の範囲内の値を有してもよく、好ましくは、０．３９≦ｙ≦０．４１の範囲内の値を有し、最も好ましくは、０．４０の値を有する。
【００５４】
圧電セラミック焼結体の場合、モルフォトロピック相境界（Ｍｏｒｐｈｏｔｒｏｐｉｃ Ｐｈａｓｅ Ｂｏｕｎｄａｒｙ：ＭＰＢ）領域において圧電特性の急激な向上が現れるため、圧電特性の向上のためにモルフォトロピック相境界（ＭＰＢ）近くの組成を見出さなければならない。シード組成物を添加して焼結する配向原料組成物の組成は、シード組成物が添加されなかったときとは異なる相を有し、シード組成物の添加量に応じて新たなモルフォトロピック相境界（ＭＰＢ）組成を形成することにより、優れた圧電特性を導き出すことができる。このようなモルフォトロピック相境界（ＭＰＢ）組成は、配向原料組成物のｘ値及びｙ値を変化させて調節可能であり、上述したように、ｘが０．３１の値を有し、ｙが０．４０の値を有する場合、最も高い圧電特性及び誘電特性を有するため、最も好ましい。
【００５５】
また、配向原料組成物としては、鉛（Ｐｂ）を含んでいない無鉛系圧電物質を用いてもよい。このような無鉛系圧電物質は、Ｂｉ０．５Ｋ０．５ＴｉＯ３、Ｂｉ０．５Ｎａ０．５ＴｉＯ３、Ｋ０．５Ｎａ０．５ＮｂＯ３、ＫＮｂＯ３、ＮａＮｂＯ３、ＢａＴｉＯ３、（１−ｘ）Ｂｉ０．５Ｎａ０．５ＴｉＯ３−ｘＳｒＴｉＯ３、（１−ｘ）Ｂｉ０．５Ｎａ０．５ＴｉＯ３−ｘＢａＴｉＯ３、（１−ｘ）Ｋ０．５Ｎａ０．５ＮｂＯ３−ｘＢｉ０．５Ｎａ０．５ＴｉＯ３、ＢａＺｒ０．２５Ｔｉ０．７５Ｏ３などよりなる群から選ばれた少なくとも一つの圧電物質を含む無鉛系圧電物質であってもよい。
【００５６】
シード組成物は、ＡＢＯ３の一般式を有する酸化物により形成されるが、ＡＢＯ３は、配向性を有する板状のペロブスカイト構造を有する酸化物であり、Ａは２価の金属元素からなり、Ｂは４価の金属元素からなる。ＡＢＯ３の一般式を有する酸化物により形成されるシード組成物は、ＣａＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３及びＰｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３のうちの少なくともいずれか一種を含んでいてもよく、これらのうちＢａＴｉＯ３をシード組成物として用いる場合、圧電性能を向上させることができる。シード組成物としてＢａＴｉＯ３を用いる場合、ＢａＴｉＯ３はオーリビリウス（ａｕｒｉｖｉｌｌｉｕｓ）板状構造体であるＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２を塩溶融合成法を用いて合成し、トポ化学微結晶転換（ＴＭＣ：Ｔｏｐｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｃｒｙｓｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）法を用いて転換して製造してもよい。ここで、シード組成物は、配向原料組成物に対して１ｖｏｌ％〜１０ｖｏｌ％の体積比で含まれてもよい。シード組成物が配向原料組成物に対して１ｖｏｌ％未満で含まれると、シード組成物により結晶配向性が向上する効果があまり得られず、シード組成物が配向原料組成物に対して１０ｖｏｌ％を超えて含まれると、圧電セラミック焼結体の圧電性能が低下する。ここで、シード組成物が配向原料組成物に対して１０ｖｏｌ％で含まれる場合、変位（ｓｔｒａｉｎ）量が極大化され、最適な圧電特性が得られる。
【００５７】
上述したように、配向原料組成物及びシード組成物を含む圧電セラミック組成物は、テンプレート粒成長法（ＴＧＧ：Ｔｅｍｐｌａｔｅｄ Ｇｒａｉｎ Ｇｒｏｗｔｈ）によりシード組成物と同じ方向性を有しながら成長する。すなわち、圧電セラミック焼結体は、例えば、０．６９Ｐｂ（Ｚｒ０．４７Ｔｉ０．５３）Ｏ３−０．３１Ｐｂ（（Ｎｉ０．６Ｚｎ０．４）１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３の組成式を有する配向原料組成物にＢａＴｉＯ３をシード組成物として用いることにより、１０００℃以下の低い温度においても焼結可能であるだけではなく、結晶配向性を向上させることができ、しかも、電場による変位量を極大化させることができて単結晶物質と類似の高い圧電特性を有することになる。すなわち、配向原料組成物に結晶配向性を向上させるシード組成物を添加し、これを焼結して圧電セラミック焼結体を製造することにより、電場による変位量を極大化させることができ、圧電特性を大幅に向上させることができる。
【００５８】
また、本発明の他の実施形態に係る圧電セラミック焼結体は、ロットゲーリング配向度（Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）が８５％以上の値を有してもよい。
【００５９】
図８の（ａ）は、ロットゲーリング配向度別の電場による変形率を示すグラフであり、図８の（ｂ）は、ロットゲーリング配向度別の変形率の増加率を示す表である。なお、図９は、ロットゲーリング配向度による圧電定数（ｄ３３）を示すグラフである。
【００６０】
図８を参照すると、圧電セラミック焼結体は、ロットゲーリング配向度の値が高くなれば高くなるほど、変形率が増加することが分かる。すなわち、結晶配向が行われていない圧電セラミック焼結体（Ｎｏｒｍａｌ）の場合、電場による変形率は０．１６５％の値を有する。このような圧電セラミック焼結体に対してテンプレート粒成長法を用いて結晶配向性を増加させる場合、６３％のロットゲーリング配向度の値を有する圧電セラミック焼結体においては変形率が０．１０６％へと減少して約３５．７６％の減少率を示すが、ロットゲーリング配向度の値が７５％、８５％、９０％の値に増加するにつれて、変形率も０．１７０％、０．１９０％、０．２３５％の値に増加することが分かる。
【００６１】
圧電セラミック焼結体のロットゲーリング配向度は、最大値である１００％に対して８５％以上の値を有する場合に電場による変形率の増加率が急激に上がる。すなわち、圧電セラミック焼結体のロットゲーリング配向度が７５％から８５％へと増加する場合、変形率の増加率は約１２％の値を有するが、ロットゲーリング配向度が８５％から９０％へと増加する場合、変形率の増加率は約２７％の値を有して、約４倍以上の増加率を示すことが分かる。
【００６２】
また、圧電セラミック焼結体は、ロットゲーリング配向度が８５％以上の値を有する場合、圧電定数（ｄ３３）の値が急増する。圧電定数（ｄ３３）は、材料に圧力を加えたときに圧力の方向に発生した電荷の量を示すものであり、圧電定数（ｄ３３）の値が高くなれば高くなるほど、感度の良好な高精細な圧電素子を製造することができる。図９に示すように、圧電セラミック焼結体のロットゲーリング配向度が７５％から８５％へと増加する場合、圧電定数（ｄ３３）は３４５ｐＣ／Ｎから３８０ｐＣ／Ｎへと増加（約３５ｐＣ／Ｎ増加）することが分かる。しかしながら、圧電セラミック焼結体のロットゲーリング配向度が８５％から９０％へと増加する場合、圧電定数（ｄ３３３）は３８０ｐＣ／Ｎから４３０ｐＣ／Ｎへと増加（約５０ｐＣ／Ｎ増加）して３倍以上の増加率を示す。このため、本発明の実施形態に係る圧電セラミック焼結体の場合、ペロブスカイト（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）結晶構造を有する圧電物質により形成される配向原料組成物及び前記配向原料組成物内に分布され、ＡＢＯ３（Ａは、２価の金属元素、Ｂは、４価の金属元素）の一般式を有する酸化物により形成されるシード組成物を含む圧電セラミック組成物を用いて圧電セラミック焼結体を製造することにより、８５％以上のロットゲーリング配向度（Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）を有する圧電セラミック焼結体を製造し、向上した変形率及び高い感度を有する圧電素子を製造することが可能になる。
【００６３】
このような本発明に係るシード組成物入り圧電層の特性（実施例）をシード組成物無し圧電層の特性（比較例）と比較した。実施例のために、純度９８％以上のＰｂＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＮｉＯ、Ｎｂ２Ｏ５粉末を用いて、０．６９Ｐｂ（Ｚｒ０．４７Ｔｉ０．５３）Ｏ３−０．３１Ｐｂ（（Ｎｉ０．６Ｚｎ０．４）１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３の配向原料組成物を合成した。また、オーリビリウス板状構造体であるＢｉ４Ｔｉ３Ｏ１２を塩溶融合成法を用いて合成し、トポ化学微結晶転換法を用いてＢａＴｉＯ３シード組成物を合成した。このような配向原料組成物にシード組成物が１０ｖｏｌ％で含まれるように混合し、射出及び成形して圧電試片を製造した。また、圧電試片を１分当たりに５℃で昇温して９５０℃において１０時間かけて焼結工程を行った。これに対し、比較例は、シード組成物としてＢａＴｉＯ３を添加しなかった以外は、実施例の方法と同様にして製造した。すなわち、比較例は、ＢａＴｉＯ３を投入せず、シード組成物のない圧電試片を製造した。
【００６４】
図１０は、比較例及び実施例の圧電セラミック焼結体、すなわち、比較例の圧電試片（丸符号ａ）及び実施例の圧電試片（丸符号ｂ）の表面のＸ線回折パターンをそれぞれ示すグラフである。このグラフにおける配向度はロットゲーリング配向度（Ｌｏｔｇｅｒｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）の計算式により計算し、ロットゲーリング配向度を計算する計算式及び具体的な過程についての説明は省略する。図１０に示すように、比較例の圧電試片（丸符号ａ）は、表面において全ての結晶方向に成長され、特に、（１１０）平面の法線方向に結晶が著しく成長したことがわかる。これに対し、実施例の圧電試片（丸符号ｂ）は、表面において（００１）平面の法線方向及び同じ方向を有する（００２）平面の法線方向にしか結晶が成長されていないことが分かり、比較例の（１１０）平面の法線方向への結晶の成長は抑えられている。また、このグラフの高さはＸ線ピークの強度を示し、各Ｘ線ピークの強度から、実施例の圧電試片（丸符号ｂ）の場合にロットゲーリング配向度が９５．３％の値を有することが分かる。これにより、シード組成物入り圧電セラミック焼結体は、（００１）方向に配向成長されて結晶配向性が著しく向上したことを確認することができる。
【００６５】
図１１は、圧電セラミック焼結体の走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ；ＳＥＭ）で撮像された画像である。すなわち、図１１の（ａ）は、比較例により製造された圧電試片の断面イメージであり、図１１の（ｂ）は、実施例により製造された圧電試片の断面イメージである。図１１の（ａ）に示すように、シード組成物が添加されていない圧電セラミック焼結体の場合、粒子が六角形の形状に成長されていることが分かる。これは、結晶が多数の平面方向にそれぞれ成長される図１０の結果とも一致する。これに対し、図１１の（ｂ）に示すように、シード組成物が添加されている圧電セラミック焼結体は、水平に位置するシード組成物（図１１の（ｂ）における黒色の領域）により四角形の形状に成長されて結晶配向性が向上したことを確認することができる。
【００６６】
また、図１２は、圧電セラミック焼結体を圧電層として用いた圧電素子の断面イメージである。すなわち、図１２の（ａ）は、比較例に係る圧電セラミック焼結体を圧電層として用いた圧電素子の断面イメージであり、図１２の（ｂ）は、実施例に係る圧電セラミック焼結体を圧電層として用いた圧電素子の断面イメージである。図１２の（ｂ）に示すように、 実施例に係る圧電セラミック焼結体を圧電層として用いた圧電素子は、シード組成物（図１２の（ｂ）における黒色の領域）が存在し、図１２の（ａ）に示すように、比較例に係る圧電セラミック焼結体を圧電層として用いた圧電素子は、シード組成物が存在しないことが分かる。このとき、シードは少なくとも一方向に１μｍ〜２０μｍの長さに配向される。すなわち、シードが一つの方向及びこれとは異なる少なくとも一つの他の方向にそれぞれ約１μｍ〜２０μｍ配向されてもよく、好ましくは、約６μｍ〜２０μｍ配向される。
【００６７】
図１３は、実施例及び比較例に係る圧電セラミック焼結体を圧電層として用いた圧電素子を備える圧電振動部材の最大の振動加速度を比較したグラフであり、これを［表１］に示す。なお、図１４の（ａ）及び（ｂ）は、比較例及び実施例に係る、１１０Ｖの電圧を印加したときの振動加速度における周波数を示す。
【００６８】
【表１】
2018019065.tif 000003
【００６９】
図１３及び［表１］に示すように、シード組成物入り実施例の場合、シード組成物無し比較例の場合に比べて、同じ電圧において振動加速度を向上させることができる。すなわち、１１０Ｖを例に取ると、実施例は比較例に比べて約２４％だけ振動加速度が増加される。このため、シード組成物入り圧電層を用いる場合、シード組成物無し圧電層を用いる場合に比べて圧電振動部材の振動力を増加させることができる。すなわち、同じ大きさを有する圧電振動部材においてシード組成物入り圧電層を用いると、振動力を更に増加させることができる。また、図１３及び［表１］に示すように、実施例は、同じ振動加速度を有するための駆動電圧を低めることができる。すなわち、比較例は、１００Ｖにおいて６．７Ｇの振動加速度を示すのに対し、実施例は、８０Ｖにおいて６．５Ｇの振動加速度を示すので、同じ振動加速度を有するために実施例は比較例よりも小さな電圧を印加してもよい。また、図１４に示すように、実施例の場合、周波数特性も向上させることができる。例えば、図１４の（ａ）に示すように、比較例の場合、４Ｇの振動加速度において周波数が約２４5Ｈｚ〜２８０Ｈｚであり、図１４の（ｂ）に示すように、実施例の場合、４Ｇの振動加速度において周波数が約２3０Ｈｚ〜２８０Ｈｚである。このため、実施例の場合、比較例の場合よりも同じ振動加速度において周波数の範囲が更に広くなる。要するに、シード組成物入り圧電層を用いると、シード組成物無し圧電層の場合に比べて振動加速度を増加させることができ、これにより、振動力を向上させることができる。なお、駆動電圧を低めることができ、周波数範囲を広げることができる。
【００７０】
他の実施形態
図１５及び図１６は、本発明の第２の実施形態に係る圧電振動装置の分解斜視図及び分解断面図である。
【００７１】
図１５及び図１６を参照すると、本発明の第２の実施形態に係る圧電振動装置は、内部に所定の空間が設けられるように組み合わせられる下部及び上部ケース１１００、１２００と、下部及び上部ケース１１００、１２００間の内部空間に設けられて振動を発生させる圧電振動部材２０００と、下部及び上部ケース１１００、１２００間の内部空間に設けられ、圧電振動部材２０００の一部に結合されて圧電振動部材２０００の振動を増幅させるウェイト部材３０００と、圧電振動部材２０００の少なくとも一領域に設けられてウェイト部材３０００を固定するための固定部材４０００と、外部の衝撃に起因する損傷及び破損を防ぐための少なくとも一つの緩衝部材５０００と、を備えていてもよい。
【００７２】
緩衝部材５０００は、外部の衝撃に起因する損傷及び破損を防ぐために設けられてもよく、下部ケース１１００と上部ケース１２００との間の内部空間に少なくとも一つ設けられてもよい。例えば、緩衝部材５０００は、下部ケース１１００と圧電振動部材２０００との間に設けられた第１の緩衝部材５１００と、圧電振動部材２０００とウェイト部材３０００との間に設けられた第２の緩衝部材５２００と、ウェイト部材３０００と上部ケース１２００との間に設けられた第３の緩衝部材５３００のうちの少なくともいずれか一つを備えていてもよい。すなわち、緩衝部材５０００は、下部ケース１１００と圧電振動部材２０００との間、圧電振動部材２０００とウェイト部材３０００との間、及びウェイト部材３０００と上部ケース１２００との間などに設けられてもよい。ここで、第１の緩衝部材５１００は、下部ケース１１００の上に固定され、圧電振動部材２０００から所定の間隔だけ離れていてもよく、第２の緩衝部材５２００は、圧電振動部材２０００の上に固定され、ウェイト部材３０００から所定の間隔だけ離れていてもよく、第３の緩衝部材５３００は、ウェイト部材３０００の上に固定され、上部ケース１２００から所定の間隔だけ離れていてもよい。もちろん、第１の緩衝部材５１００は、下部ケース１１００と対面する圧電振動部材２０００の上に固定されてもよく、第２の緩衝部材５２００は、ウェイト部材３０００と対面する圧電振動部材２０００の上に固定されてもよく、第３の緩衝部材５３００は、ウェイト部材３０００と対面する上部ケース１２００の上に固定されてもよい。また、緩衝部材５０００は、下部ケース１１００の側面とウェイト部材３０００との間及び／又は圧電振動部材２０００との間に設けられてもよい。すなわち、ケースの内側面とウェイト部材３０００との間及び／又は圧電振動部材２０００との間に設けられた第４の緩衝部材（図示せず）を更に備えていてもよい。一方、第２及び第３の緩衝部材５２００、５３００は、それぞれ二以上に設けられてもよい。更に、第１の緩衝部材５１００の大きさ、すなわち、長さ及び幅は、第２及び第３の緩衝部材５２００、５３００のそれぞれのそれよりも大きくてもよい。このような緩衝部材５０００は、ゴム、フォロン、シリコンなどにより形成されてもよい。更にまた、緩衝部材５０００は、所定の復元力又は弾性力を有するように設けられてもよい。このように緩衝部材５０００が設けられることにより、圧電振動装置の内部に加えられる衝撃を緩和させることができ、これにより、たとえ外部の衝撃が生じた場合であっても圧電振動装置の内部構成の衝突を防ぐことができる。
【００７３】
一方、圧電振動装置の内部に加えられる衝撃に起因して圧電振動部材２０００が破損される虞がある。すなわち、圧電素子２１００と振動板２２００とが結合された圧電振動部材２０００は外部の衝撃に弱いため圧電素子２１００と振動板２２００とが分離される虞がある。このため、圧電振動部材２０００の結合力を増大させて圧電振動部材２０００の破損を防いでもよい。このための本発明の他の実施形態を図１７及び図１８に示す。
【００７４】
図１７に示すように、振動板２２００と圧電素子２１００との間に結合部材６１００が設けられてもよい。すなわち、長手方向（すなわち、Ｘ方向）に圧電素子２１００の周縁の所定の幅を覆い、振動板２２００の所定の幅を覆うように結合部材６１００が形成されてもよい。例えば、圧電素子２１００の両側の周縁からそれぞれ１０％の長さ又は面積を覆い、振動板２２００の上に圧電素子２１００の上に形成された長さ又は面積と同一又は異なるように結合部材６１００が形成されてもよい。このとき、結合部材６１００が形成された長さ又は面積が大きければ、圧電素子２１００及び振動板６２００の振動の発生量が減る虞があり、 結合部材６１００が形成された長さ又は面積が小さければ、衝撃の緩和効果があまり得られない虞があるため、両側の周縁からそれぞれ５％〜２０％の長さ又は面積を有するように形成されてもよい。このような結合部材６１００は、エポキシ、ゴムなどの材質により形成されてもよい。
【００７５】
また、図１８に示すように、圧電素子２１００の所定の領域及び振動板２２００を取り囲むようにバンド状の結合部材６２００が設けられてもよい。バンド状の結合部材６２００は、シリコン、ゴム、プラスチックなどの材質により形成されてもよい。バンド状の結合部材６２００を用いる場合、図１７に示す結合部材６１００よりも結合力を大幅に増大させることができて、結合部材６１００よりも小さな領域に形成されながらも結合部材６１００に等しいか又はそれよりも大きな結合効果を得ることができる。一方、結合部材６１００、６２００が形成され、緩衝部材５０００が形成されなくてもよく、緩衝部材５０００と、結合部材６１００、６２００がいずれも形成されてもよい。
【００７６】
上述したように、衝撃に弱い圧電振動部材２０００の所定の領域に結合部材６１００、６２００を形成することにより、圧電振動部材２０００の結合力を増大させ、これにより、衝撃に起因する圧電振動部材２０００の破損を防ぐことができる。すなわち、衝撃に弱い圧電素子２１００及び振動板２２００を強固に結合するように結合部材６１００、６２００を形成することにより、衝撃に起因する圧電振動部材２０００の破損を防ぐことができる。
【００７７】
一方、図１９に示すように、圧電振動部材２０００の所定の領域に補強部材７０００が設けられてもよい。例えば、補強部材７０００は、振動板２２００と接触されていない圧電素子２１００の他方の面の上に設けられてもよい。すなわち、圧電素子２１００の一方の面は振動板２２００と接触され、圧電素子２１００の他方の面に補強部材７０００が設けられてもよい。このような補強部材７０００は、圧電素子２１００の剛性を補うために設けられてもよい。このために、補強部材７０００は、金属、ポリマー、炭素繊維などの材質により形成されてもよく、圧電素子２１００の大きさに等しいか又はこれよりも小さく設けられてもよい。また、補強部材７０００は、所定の厚さの板状に設けられてもよい。例えば、補強部材７０００は、圧電素子２１００の厚さと同一又は異なる厚さに設けられてもよい。もちろん、補強部材７０００は、圧電素子２１００の形状と同じ形状、すなわち、長方形の形状に設けられてもよく、正方形、ひし形、平行四辺形、長円などの様々な形状に設けられてもよい。また、補強部材７０００は、圧電素子２１００の他方の面の上における複数の領域に設けられてもよい。すなわち、補強部材７０００は、圧電素子２１００の所望の剛性を確保するために様々な材質により様々な形状及び大きさに設けられてもよい。なお、補強部材７０００は、エポキシなどの接着剤を用いて貼着してもよく、テープなどを用いて取り付けてもよい。
【００７８】
図２０は、本発明の様々な変形例を説明するための概略図であり、固定部材４０００を用いたウェイト部材３０００の様々な固定方法の変形例を説明するための概略図である。図２０は、圧電振動部材２０００、ウェイト部材３０００、固定部材４０００及び別途の追加固定物などを示す断面図である。
【００７９】
図２０の（ａ）に示すように、固定部材４０００は、圧電振動部材２０００の側面からウェイト部材３０００を取り囲むように形成され、ウェイト部材３０００の上面に溶接により固定されてもよい。
【００８０】
図２０の（ｂ）に示すように、固定部材４０００は、圧電振動部材２０００の側面と接触されて固定され、上面には追加固定部材８０００が設けられてもよい。追加固定部材８０００は、ウェイト部材３０００の上面及び側面を覆うように設けられてもよい。すなわち、固定部材４０００がウェイト部材３０００の側面と接触されるように形成され、ウェイト部材３０００の上面及び固定部材４０００の外面を取り囲むように追加固定部材８０００が設けられてもよい。このとき、追加固定部材８０００は、一方の側が開放され、これと対向する他方の側及びこれらの間の側面が閉鎖された略「コ」字状に形成されてウェイト部材３０００を上面から覆ってもよい。
【００８１】
図２０の（ｃ）に示すように、追加固定部材８０００がウェイト部材３０００の上面及び側面を覆ってもよい。すなわち、圧電振動部材２０００の側面から固定部材４０００が設けられることなく、略「コ」字状の追加固定部材８０００がウェイト部材３０００の上面から下側を覆うように形成されてもよい。このため、追加固定部材８０００は、ウェイト部材３０００の上面及び側面を覆うように形成されてもよい。このとき、追加固定部材８０００及び圧電振動部材２０００間の接触領域が溶接されて追加固定部材８０００と圧電振動部材２０００とが係合してもよい。
【００８２】
図２０の（ｄ）に示すように、固定部材４０００は、ウェイト部材３０００の上面において重なり合うように形成されてもよい。すなわち、一つの固定部材４０００は、ウェイト部材３０００の一方の側面から上面を覆うように形成され、他の固定部材４０００は、ウェイト部材３０００の他方の側面から上面を覆うように形成される。このため、ウェイト部材３０００の上面には一つの固定部材４０００と他の固定部材４０００とが重なり合うように形成されてもよい。もちろん、一つの固定部材がウェイト部材３０００の一方の側面から上面及び他方の側面まで取り囲むように形成され、他の固定部材がウェイト部材３０００の他方の側面から上面及び一方の側面まで取り囲むように形成されてもよく、これにより、上面及び少なくとも一方の側面において一つの固定部材及び他の固定部材が重なり合ってもよい。
【００８３】
図２０の（ｅ）に示すように、固定部材４０００がウェイト部材３０００の側面の一部の領域まで形成され、追加固定部材４０００がウェイト部材３０００の上面から側面の一部の領域まで形成されてもよい。このため、固定部材４０００及び追加固定部材８０００がウェイト部材３０００の側面において接触され、接触面が溶接されて固定部材４０００及び追加固定部材８０００が係合されてもよい。
【００８４】
図２１及び図２２は、本発明の実施形態に係る圧電振動装置の電子機器への締着方式を説明するための概略断面図である。図２１及び図２２に示すように、電子機器の筐体９０００に所定の空間が設けられ、空間内に圧電振動装置の少なくとも一部が嵌入してもよい。このとき、図２１に示すように、上部ケース１２００が内側に嵌入してもよく、図２２に示すように、下部ケース１１００が内側に嵌入してもよい。また、上部ケース１２００の第１の延長部１２２０及び圧電振動部材２０００の延長部２２１０間の係合領域が筐体９０００に固定されてもよい。このとき、組立て後に振動による異音及び空間に対する公差を減らすために接着剤が設けられてもよく、シリコン製又は金属製のパッドが取り付けられてもよい。すなわち、圧電振動装置と筐体９０００とが対面する領域に接着剤、シリコン製又は金属製のパッドなどが設けられてもよい。また、圧電振動装置は、上部ケース１２００の第２の延長部１２３０及び圧電振動部材２０００の延長板２２１０に形成された開口を介して締着部材により筐体９０００に締着されてもよい。締着部材としては、ねじ又は係合用ピンなどが使用可能である。ねじ又は係合用ピンを用いて締着することにより、大きな振動や衝突に起因する衝撃又は高温の熱衝撃にも強固に固定可能である。このとき、ナット及びボルトを用いるとき、固定すべき部分の間に介装される環状の部品、すなわち、ワッシャーを用いて圧力を分散させてもよい。
【００８５】
もちろん、圧電振動装置は、電子機器に種々の方法により締着可能である。このとき、筐体９０００には所定の空間が設けられてもよいが、空間が設けられることなく、圧電振動装置が筐体９０００の表面に締着されもよい。例えば、図２３に示すように、電子機器と接触されるケース１０００の少なくとも一方の面に接着部材９１００が塗布されて筐体９０００と貼り合わせられてもよい。すなわち、図２３の（ａ）に示すように、延長部、すなわち、上部ケース１２００の第２の延長部１２３０と圧電振動部材２０００の延長板２２１０とが係合された延長部（以下、ケースを基準として延長部の図面符号を１２３０で表記する）を除いて、ケース１０００の一方の面に接着部材９１００が塗布されて筐体９０００に貼着されてもよい。また、図２３の（ｂ）に示すように、圧電振動装置の延長部１２３０がケース１０００の垂直方向の一方の端部に設けられて延長部１２３０に接着部材９１００が塗布されてもよい。このとき、圧電振動装置の延長部１２３０は、筐体９０００と対向する方向に設けられ、延長部１２３０と筐体９０００との間に接着部材９１００が設けられてもよい。更に、図２３の（ｃ）に示すように、延長部１２３０がケース１０００の垂直方向の中央部に形成され、延長部１２３０に接着部材９１００が設けられてもよく、図２３の（ｃ）に示すように、延長部１２３０及びケース１０００の一方の面に接着部材９１００が設けられてもよい。ここで、接着部材９１００としては、両面テープ、クッションテープ、エポキシボンド、シリコンボンド、シリコンパッドなどをはじめとするテープやボンド類が使用可能である。
【００８６】
また、圧電振動装置の延長部１２３０は、図２４の（ａ）に示すように、ケース１０００の垂直方向の中央部に設けられてもよく、図２４の（ｂ）に示すように、ケース１０００の垂直方向の一方の端部に設けられてもよい。このように設けられた延長部１２３０の開口を介して締着部材が嵌入し、締着部材を用いて筐体９０００に締着してもよい。ここで、延長部１２３０は、締着部材のヘッドよりも大きく設けられることが好ましい。また、延長部１２３０は、図２５の（ａ）に示すように、圧電振動部材の長手方向の両端部に設けられてもよく、図２５の（ｂ）に示すように、長手方向と直交する幅方向に一つが上側の端部に設けられ、もう一つが下側の端部に設けられてもよい。更に、図２５の（ｃ）に示すように、延長部１２３０は、圧電振動部材の幅方向の中央部にそれぞれ設けられてもよい。このとき、延長部１２３０には少なくとも一つの開口１２３５が形成される。一方、図２５の（ｄ）に示すように、延長部１２３０にはガイド孔１２３６が更に形成されてもよい。ガイド孔は、圧電振動装置の締着位置を合わせるために用いられる。
【００８７】
本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、異なる種々の形態に具体化可能である。すなわち、上記の実施形態は、本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明の範囲は本願の特許請求の範囲により理解されるべきである。
【符号の説明】
【００８８】
１０００：ケース            
２０００：圧電振動部材
３０００：ウェイト部材      
４０００：固定部材
５０００：緩衝部材   
６０００：結合部材
７０００：補強部材   
８０００：追加固定部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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