(57)【要約】      （修正有）【課題】設置空間を自由に配置しながらも設置が容易な超薄型のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置を提供する。【解決手段】伝導性のある素材の電極基板４に圧電素子層６を配置した圧電振動体２に駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置を構成し、圧電素子層６には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材１０を形成し、圧電振動体２を取り付けるための様々な形態を有する圧電素子振動装置を構成することによって、圧電素子振動装置を設置するにおいて、簡単に取り付けることが可能であるため、組立工程を単純化させることができ、圧電素子振動装置の厚さが薄くなるため、どの位置にも設置可能であり、厚さを最小化しながらも、振動量を増大させ、振動騒音は低減することができ、落下衝撃による圧電振動体２の破損を防止することができる効果がある。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
伝導性のある素材の電極基板（４）に圧電素子層（６）を配置した圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）に駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置であって、
圧電素子層（６）には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材（１０）を形成し、
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の下部には、電極基板（４）から延長形成されて圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）を取り付けるための脚部（８）を備えて構成することを特徴とする、リアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項２】
脚部（８）は、圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の内側または外側のいずれか一方に折曲形成されるように構成することを特徴とする、請求項１に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項３】
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の内側に折曲された脚部（８）は、両端を連結形成して、付着される接着面積が拡大するように構成することを特徴とする、請求項２に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項４】
脚部（８）の両側面には、付着された圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の固定を強固に支持する支持部材（１４）を“┗┛”形状に折曲形成することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項５】
脚部（８）には、シリコン、ウレタン、エポキシ、ポリエステル、及びアクリルを含む合成樹脂素材のうちいずれか１つでコーティングして絶縁被膜が形成されるように構成することを特徴とする、請求項１に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項６】
伝導性のある素材の電極基板（４）に圧電素子層（６）を配置した圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）に駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置であって、
圧電素子層（６）には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材（１０）を形成し、電極基板（４）の下部には、圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）を取り付けるために絶縁処理された固定用ハウジング（１８）を備えて構成することを特徴とする、リアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項７】
固定用ハウジング（１８）には、付着された圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の固定を強固に支持する支持部材（１４）を形成することを特徴とする、請求項６に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項８】
伝導性のある素材の電極基板（４）に圧電素子層（６）を配置した圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）に駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置であって、
圧電素子層（６）には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材（１０）を形成し、
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の両端には、圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）を取り付けるためのブラケット（２２）を嵌合設置して構成することを特徴とする、リアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項９】
伝導性のある素材の電極基板（４）に圧電素子層（６）を配置した圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）に駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置であって、
圧電素子層（６）には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材（１０）を形成し、電極基板（４）の両端には、圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の振動効率を高めるための弾性部材（３２）を設置し、前記弾性部材（３２）の下部には、圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）を取り付けるための下部板（３６）を備えて構成することを特徴とする、リアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項１０】
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）には、落下衝撃による圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の破損を防止すると共に、振動による騒音を低減するための蓋（３４）を構成することを特徴とする、請求項１、６、８及び９のいずれか１項に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項１１】
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）には、落下衝撃による圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の破損を防止すると共に、振動による騒音を低減するための防音ケース（２０）を構成することを特徴とする、請求項１、６、８及び９のいずれか１項に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項１２】
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）には、落下衝撃による圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の破損を防止すると共に、振動による騒音を低減するための振動モジュールケース（２６）を構成することを特徴とする、請求項１、６、８及び９のいずれか１項に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項１３】
伝導性のある素材の電極基板（４）に圧電素子層（６）を配置した圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）に駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置であって、
圧電素子層（６）には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材（１０）を形成し、
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）全体を取り囲むように形成して、振動量の増大、振動騒音の低減及び圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の取り付けのための軟質のケース（３８）を構成することを特徴とする、リアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項１４】
ケース（３８）は、圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）を取り囲むための上、下部結合部（４０）（４２）を備え、下部結合部（４２）には、電極基板が嵌合される装着部（４４）を構成することを特徴とする、請求項１３に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項１５】
ケース（３８）は、天然ゴム、合成ゴム、及び合成樹脂のいずれか１つで形成することを特徴とする、請求項１３に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項１６】
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）には、振動を増大させる重量片（１２）を一側面または両側面に付着固定することを特徴とする、請求項１、６、８、９及び１３のいずれか１項に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項１７】
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）は、ユニモルフ型、バイモルフ型、及びマルチモルフ型圧電素子振動装置のいずれか１つであることを特徴とする、請求項１、６、８、９及び１３のいずれか１項に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項１８】
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の片面または両面には、圧電素子層（６）の破損防止及び重量片（１２）の脱落防止のための保護テープ（２４）を貼り付けて構成することを特徴とする、請求項１、６、８、９及び１３のいずれか１項に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項１９】
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）の表面には、軟質の合成樹脂及び合成ゴムのいずれか１つを用いたコーティング層を形成して、絶縁及び振動によって発生する音響が減殺されるように構成することを特徴とする、請求項１、６、８、９及び１３のいずれか１項に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【請求項２０】
圧電振動体（２）（２ａ）（２ｂ）は、通話機能を有する携帯端末、医療機器、タブレットＰＣ、ゲーム機器、振動マウス、振動リモコン、振動キーパッド、振動フィードバックを提供する携帯端末用保護ケースを含む、移動端末に設置するように構成することを特徴とする、請求項１、６、８、９及び１３のいずれか１項に記載のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、振動装置に係り、特に、圧電効果によって振動を発生させるリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、仮想現実の具現技術の発達に伴い、ユーザは、仮想現実を介して、より具体的且つリアルな情報を求めるようになった。その要求を満たすために開発されたものの一つとして、振動によってユーザに触覚を伝達するハプティック（Ｈａｐｔｉｃ）技術がある。単なるハプティック技術は、現在、携帯電話に広く使用されている振動モータを用いたアラーム機能を挙げることができ、その他にも、医療シミュレーターやゲーム機器など、様々な分野に幅広く応用されている。
【０００３】
特に、今後は、コンピューティング装置の出力装置として、モニタ、スピーカーに加え、ハプティックデバイスも基本的に装着されていく見込みである。これは、携帯用電子機器内にハプティックデバイスを設置することによって、ユーザの触感認識率が高いという利点、そして、ＩＴ機器との連動性に優れるという利点があるためである。
【０００４】
スマートフォンのような携帯用電子機器にハプティック技術を適用した具体的な事例である移動端末の振動モータは、既存の移動端末から出力される音と映像に振動を付加して立体的に感じさせる。
【０００５】
従来のハプティック技術は、必要な効果を生成するために波形を設計し、デジタル波形として作製した後（主にＰＷＭ、ｓｉｎｅ  ｗａｖｅ）、記憶装置に格納しておき、必要に応じて格納された単純波形を呼び出して使用するため、リアル感を伝達することができなかった。
【０００６】
移動端末に設置される振動モータの一例として、本願出願人によって登録された特許第１０−７９３６８２号、‘超小型線形振動モータ’が開示されている。
【０００７】
しかし、前記の移動端末用振動モータは、設置空間が狭い移動端末内に振動装置を設置する場合、振動発生位置を決定するにおいて部品の配置に困難があり、さらに、リニアモータの場合、予め格納された波形を呼び出して周波数で駆動させなければならないため、実行回路が複雑である。
【０００８】
また、コイルと磁石の引力及び斥力を用いることで、振動モータの応答速度（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｔｉｍｅ）が遅いため、同時感を確保することができず、大きさが小型化されることによって振動量が僅かであるという問題があった。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本考案の目的は、圧電素子振動装置を設置するにおいて、設置空間を自由に配置しながらも設置が容易な超薄型のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置を提供することにある。
【００１０】
また、本考案の他の目的は、圧電素子振動装置の振動量は増大させながら、振動による騒音は減少させ、落下衝撃による破損は防止することができる圧電素子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】
【００１１】
上記の目的を達成するための本考案は、伝導性のある素材の電極基板４に圧電素子層６を配置した圧電振動体２，２ａ，２ｂに駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置を構成し、圧電素子層６には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材１０を形成し、圧電振動体２，２ａ，２ｂの下方には、電極基板４から延長形成されて圧電振動体２，２ａ，２ｂを取り付けるための脚部８を備えて構成することを特徴とする。
【００１２】
また、本考案は、伝導性のある素材の電極基板４に圧電素子層６を配置した圧電振動体２，２ａ，２ｂに駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置を構成し、圧電素子層６には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材１０を形成し、電極基板４の下部には、圧電振動体２，２ａ，２ｂを取り付けるための絶縁処理された固定用ハウジング１８を備えて構成することを特徴とする。
【００１３】
また、本考案は、伝導性のある素材の電極基板４に圧電素子層６を配置した圧電振動体２，２ａ，２ｂに駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置を構成し、圧電素子層６には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材１０を形成し、圧電振動体２，２ａ，２ｂの両端には、圧電振動体２，２ａ，２ｂを取り付けるためのブラケット２２を嵌合設置して構成することを特徴とする。
【００１４】
また、本考案は、伝導性のある素材の電極基板４に圧電素子層６を配置した圧電振動体２，２ａ，２ｂに駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置を構成し、圧電素子層６には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材１０を形成し、電極基板４の下部には、圧電振動体２，２ａ，２ｂの振動効率を高めるための弾性部材３２を設置し、前記弾性部材３２の下部には、圧電振動体２，２ａ，２ｂを取り付けるための下部板３６を備えて構成することを特徴とする。
【００１５】
また、本考案は、伝導性のある素材の電極基板４に圧電素子層６を配置した圧電振動体２，２ａ，２ｂに駆動電圧を印加して振動を発生させる圧電素子振動装置を構成し、圧電素子層６には、印加された駆動電圧が漏洩することを防止するための絶縁部材１０を形成し、圧電振動体２，２ａ，２ｂ全体を取り囲むように形成して、振動量の増大、振動騒音の低減及び圧電振動体２，２ａ，２ｂを取り付けるための軟質のケース３８を構成することを特徴とする。
【考案の効果】
【００１６】
本考案は、圧電素子振動装置を移動端末内に設置するにおいて、簡単に取り付けることが可能であるため、設置工程を単純化させることができ、圧電素子振動装置の厚さが薄くなるため、移動端末内のどの位置にも設置可能であり、速い振動応答によるハプティック信号をユーザに提供することができる効果がある。
【００１７】
また、本考案の圧電素子振動装置は、大きさを最小化しながらも、振動量を増大させ、振動騒音は減少させることができ、落下衝撃による圧電振動体の破損を防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案の好ましい実施例に係るリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置の斜視構成図である。
【００１９】
【図２】本考案の実施例に係るユニモルフ型圧電素子振動装置の設置断面図である。
【００２０】
【図３】図２の使用状態図である。
【００２１】
【図４】本考案の他の実施例であるバイモルフ型圧電素子振動装置の構成図である。
【００２２】
【図５】本考案の更に他の実施例であるマルチモルフ型圧電素子振動装置の構成図である。
【００２３】
【図６ａ】本考案の更に他の実施例であるマルチモルフ型圧電素子振動装置の構成図である。
【００２４】
【図６ｂ】本考案の更に他の実施例であるマルチモルフ型圧電素子振動装置の構成図である。
【００２５】
【図７】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００２６】
【図８】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００２７】
【図９】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００２８】
【図１０】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００２９】
【図１１】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００３０】
【図１２】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００３１】
【図１３】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００３２】
【図１４】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００３３】
【図１５ａ】の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００３４】
【図１５ｂ】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００３５】
【図１６】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００３６】
【図１７】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００３７】
【図１８】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００３８】
【図１９】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００３９】
【図２０】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００４０】
【図２１】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００４１】
【図２２】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００４２】
【図２３】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００４３】
【図２４】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００４４】
【図２５】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【００４５】
【図２６】本考案の様々な実施例に係る圧電振動体の設置構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００４６】
以下、添付の図面を参照して、本考案の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００４７】
本考案のリアルタイム振動フィードバックを提供する圧電素子振動装置は、逆圧電効果（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｅｆｆｅｃｔ）を用いて振動を発生させる振動手段である。
【００４８】
圧電効果は、圧電物質に力を加えて伸縮する瞬間に電圧が発生するものであり、これと反対に、圧電物質に電圧を加えたときに伸縮する性質を逆圧電効果という。圧電効果の一例としては、着火用圧電素子（電気ライター、点火式ガスレンジ）、圧力センサ、加速度センサなどがあり、逆圧電効果の一例としては、アクチュエータ、圧電モータなどがある。
【００４９】
本考案の振動装置は、正確に言うと、逆圧電効果を用いて振動手段を具現するもので、圧電物質で圧電素子層を形成し、電圧を印加して伸縮する性質で振動を発生させるようになる。このような圧電物質の代表例として、複合セラミックであるＰＺＴ（Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３）、強誘電体であるチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などがあり、これを使用して圧電セラミックを形成する。
【００５０】
圧電効果を用いる振動装置は、形態によって、大きく、ユニモルフ型（ｕｎｉｍｏｒｐｈ）、バイモルフ型（ｂｉｍｏｒｐｈ）、マルチモルフ型（ｍｕｌｔｉｍｏｒｐｈ）などに区分され、バイモルフ型は、分極方向に応じて直列型（ｓｅｒｉａｌ）と並列型（ｐａｒａｌｌｅｌ）とに区分される。
【００５１】
本考案では、ユニモルフ型、バイモルフ型、マルチモルフ型などの様々な形態の圧電振動体を移動端末内のケーシングに設置するための構成を開示する。
【００５２】
前記移動端末は、通話機能を有する携帯端末（例えば、スマートフォン）、医療機器、タブレットＰＣ、ゲーム機器、振動マウス、振動リモコン、振動キーパッド、携帯端末用保護ケースなどであってもよく、ユーザに振動フィードバックを提供するための電子機器を含むことができる。
【００５３】
図１は、本考案の一実施例であるユニモルフ型圧電素子振動装置の構成を示す。これを参照すると、本考案は、電気伝導性の良い素材の電極基板（Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）４を置いて、上面に圧電素子層６を配置して圧電振動体２を形成する。
【００５４】
本考案の実施例に係る圧電振動体２の圧電素子層６の上端電極と下端電極に（＋，−）電圧を交互にかけ、圧電振動体２が膨張と収縮現象による屈曲現象が発生するようになり、印加される駆動電圧の周波数に応じて振動を発生させるものである。圧電素子層６の上下面にそれぞれ（＋，−）電圧を交互にかけることによって、圧電素子層６の下面と接着された電極基板４にも電圧が印加される。
【００５５】
本考案では、圧電振動体２の全体の厚さを薄くするために、ＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ＰＣＢ）の形態で電極基板４と圧電素子層６の上端電極にそれぞれ電圧を印加する。必要によっては、電線を用いて電圧を印加することも可能である。
【００５６】
図２は、本考案の実施例に係る圧電振動体２の設置断面図であり、図３は、圧電振動体２を移動端末内に設置した使用状態図であって、圧電素子層６の上部に印加された駆動電圧が移動端末内に漏洩することを防止する絶縁部材１０が貼り付けられる。絶縁部材１０は、絶縁フィルムを貼り付けてもよく、エポキシ、ウレタンなどを用いた絶縁被膜を形成してもよい。
【００５７】
また、絶縁部材１０が備えられた圧電素子層６の上部には、絶縁と共に、圧電振動体２から発生する騒音を吸収するために、ポロン（Ｐｏｒｏｎ）テープをさらに備えることもできる。
【００５８】
ポロンテープは、高密度セル構造のウレタンフォーム薄型テープであって、絶縁効果に加え、騒音吸収効果があるため、圧電振動体２の振動騒音を低減することができ、外部衝撃を吸収して圧電振動体２の損傷を防止する機能を有する。
【００５９】
本考案の電極基板４は、ブラス（Ｂｒａｓｓ）、ステンレス鋼（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ）、Ｎｉ合金（Ｎｉ−ａｌｌｏｙ）、アルミニウムなどの素材を使用することができ、電極基板４の下面には、電圧を印加して発生する振動を増大させるための重量片１２が所定の位置に多数個付着される。圧電振動体２の上下屈曲変位によって独自で振動が発生するが、移動端末に伝達される振動量は微弱であるため、圧電素子層６に一定の重量を有する重量片１２を付着することで、発生する振動を増大させることができる。
【００６０】
本考案では、圧電振動体２を移動端末の内部のケーシング１６に付着するために、電極基板４を延長して折曲形成した脚部８を備える。脚部８は、図２に示したように、圧電振動体２の外側方向に形成され、移動端末の内部のように狭い空間に設置する場合には、図６に示したように、圧電振動体２の内側に延長形成して設置空間を減らすことも可能である。脚部８を接着剤や両面テープを用いて移動端末内のケーシング１６に接着したり、溶接により付着したりして、圧電振動体２を固定する。
【００６１】
電極基板４には（＋，−）電圧が交互に印加されるため、電極基板４に印加された電流が移動端末内のケーシング１６に漏洩することを防止するために、延長形成された脚部８は、シリコン、ウレタン、エポキシ、ポリエステル、アクリルなどの合成樹脂素材をコーティングして絶縁被膜を形成することによって絶縁されるようにすることが好ましい。
【００６２】
また、圧電素子層６の表面にも軟質の合成樹脂や合成ゴムでコーティング層を形成して、振動時に発生する雑音性音響を減殺させることができ、絶縁効果も図ることができる。コーティング層の一例としては、軟質エポキシ、軟質ウレタン、シリコンなどを挙げることができる。
【００６３】
前記の説明では、本考案の一実施例であるユニモルフ型圧電素子振動装置を開示しているが、図４に示したように、電極基板４を挟んで両側に圧電素子層６を配置したバイモルフ型圧電素子振動装置、及び図５に示したように、電極基板４の上段に多数の圧電素子層６を積層したマルチモルフ型圧電素子振動装置として圧電振動体２ａ，２ｂを形成し、移動端末内に設置することも可能である。
【００６４】
図６ａ及び図６ｂは、圧電振動体２ｂを設置するための他の実施例であって、マルチモルフ型圧電素子振動装置として圧電振動体２ｂを形成する場合、移動端末内のケーシング１６に圧電振動体２ｂを取り付けるためのブラケット２２を圧電振動体２ｂの両端に形成することもできる。
【００６５】
前記ブラケット２２は、電極基板４の両端に嵌合されるものであり、両端のブラケット２２をケーシング１６の内面に直接付着して圧電振動体２ｂを固定するようになる。
【００６６】
このとき、図６ｂに示したように、圧電振動体２ｂの外面には保護テープ２４を貼り付けて形成することも可能である。保護テープ２４は、圧電振動体２ｂの片面や両面を包んで貼り付けられてもよく、圧電振動体２ｂの振動や移動端末の落下及び衝撃などによる圧電素子層６の破損を防止し、及び重量片１２の脱落を防止すると共に、絶縁効果を有することができる。
【００６７】
保護テープ２４を貼り付けた後、圧電振動体２ｂの両端にブラケット２２を嵌合設置した後、ブラケット２２を移動端末の内部に設置することができる。
【００６８】
前記保護テープ２４は、圧電素子層６をユニモルフ型又はバイモルフ型に形成する場合にも貼り付けることができ、圧電振動体２，２ａ，２ｂ全体を包む形態で貼り付けることが良い。
【００６９】
図６ａ及び図６ｂに示したように、圧電素子層６をマルチモルフ型に形成すると、圧電振動体２ｂの大きさが小さくなり、厚さが薄くなり得、それによって、移動端末のように設置空間が狭い所に付着する場合、設置位置による空間の制約が減少して、様々な位置に付着することが可能になる。
【００７０】
前記では、マルチモルフ型圧電振動体２ｂを取り付けるためにブラケット２２を形成するものであるが、ユニモルフ型及びバイモルフ型圧電振動体２，２ａの場合にも、両端にブラケット２２を嵌合して圧電振動体２，２ａを取り付けることによって固定することも可能である。
【００７１】
図７及び図８は、本考案に係る電極基板４の形態を様々に変形して圧電振動体２を移動端末内のケーシング１６に設置する構成を示す。
【００７２】
図７に示された圧電振動体２は、電極基板４の両端を圧電振動体２の内側に延長して折曲形成し、形成された脚部８をケーシング１６に付着して圧電振動体２を固定する。脚部８が圧電振動体２の内側に折れ曲がるように形成することによって、移動端末内のケーシング１６に圧電振動体２を付着する場合、設置空間を少なく占めるため、効率的に空間を活用することができる。
【００７３】
図８は、本考案の他の実施例に係る圧電振動体２の設置構成を示すもので、電極基板４を箱状に形成し、圧電振動体２を移動端末内のケーシング１６に付着する。電極基板４から延長形成された両端の脚部８が連結され、圧電振動体２の下方全体がケーシング１６に付着されることによって、脚部８によってケーシング１６と付着される面積が増加して、圧電振動体２をさらに強固に付着固定することができる。
【００７４】
図９及び図１０は、本考案の変形実施例を示すもので、一般的に移動端末のような電子機器に設置される圧電振動体２は、大きさが非常に小さく、特に、本考案の電極基板４は、小型であり、且つ厚さが約０．１〜０．３Ｔの薄い薄膜型に形成される。電極基板４は、薄い薄膜状に形成され、取り扱い時にくしゃくしゃになったり、変形する恐れがあり、このような薄膜の電極基板４を延長して折曲形成した脚部８を付着して圧電振動体２をケーシング１６に設置する場合、脚部分が力を受けることができず、圧電振動体２を固定するための機能を正しく行うことができない。
【００７５】
本考案では、電極基板４の両端に形成された脚部８を強固に支持するための支持部材１４を備える。支持部材１４は、脚部８の両側面を“┗┛”形状に折り曲げて形成するもので、脚部８に支持部材１４を備えることによって、移動端末内のケーシング１６に付着して振動が発生する場合、圧電振動体２の両端が強固に固定され、組立工程で圧電振動体２の取り扱い時に薄膜状の電極基板４が容易にくしゃくしゃになったり変形したりしない。
【００７６】
本考案の圧電振動体２は、振動の発生時に膨張と収縮現象によって上下屈曲現象が発生するようになり、このような屈曲範囲及び重量片１２の厚さを考慮して、圧電振動体２の屈曲運動が発生し得る空間を確保することができるように支持部材１４の高さを設定することが好ましい。
【００７７】
本考案の実施例では、電極基板４を延長して形成した脚部８をケーシング１６に付着して圧電振動体２を設置するが、図１１に示したように、圧電振動体２をケーシング１６に設置するために、別途の工程で折曲形成した固定用ハウジング１８を備えて固定することも可能である。
【００７８】
固定用ハウジング１８は、電極基板４の下方に接着又は溶接されて固定され、固定用ハウジング１８の底面をケーシング１６に付着することによって圧電振動体２を設置する。前記の固定用ハウジング１８は、電極基板４と同じ素材を使用する必要がないので、強度が良い素材を使用することが良く、別途の工程で作製することによって、固定用ハウジング１８を絶縁処理する工程が簡便であり、圧電振動体２を作製する工程が簡素化される効果がある。また、固定用ハウジング１８を非伝導性素材を用いて作製することによって、電極基板４に印加された電流が固定用ハウジング１８に流れてケーシング１６に漏洩することを防止することもできる。
【００７９】
固定用ハウジング１８を用いて圧電振動体２をケーシング１６に設置する場合にも、図１２に示したように、固定用ハウジング１８の上部に支持用支持部材１４を備えることができる。
【００８０】
本考案では、図１３及び図１４に示したように、ケーシング１２に付着された圧電振動体２から発生する振動音響を抑制するために、圧電振動体２の上部を被せる形態で別途の防音ケース２０が備えられる。防音ケース２０は、金属板、プラスチックまたはゴム素材で形成することができ、特に、プラスチックやゴム素材を使用する場合、振動時に発生する音響を抑制する効果を増大させることができる。
また、図１５ａ乃至図１６に示したように、圧電振動体２を嵌合設置することができる振動モジュールケース２６を備え、内部に圧電振動体２を嵌め込んで固定させた後、ケーシング１６の内面に振動モジュールケース２６を付着固定することも可能である。
【００８１】
これをより詳細に説明すると、内部空間が形成されている管体の振動モジュールケース２６の一側から圧電振動体２を嵌め込んで振動モジュールケース２６の内部空間に圧電振動体２を収容するようになる。前記振動モジュールケース２６は、アルミニウム、ステンレス、鉄板及び別途の合成樹脂成形物などの素材を使用することが好ましい。
【００８２】
圧電振動体２を振動モジュールケース２６に嵌め込んだ後、両端を、図１５ａに示したように密封部材２８で仕上げ処理する。密封部材２８は、シリコン、ＵＶ接着剤、エポキシなどを使用し、密封部材２８で振動モジュールケース２６の両端を仕上げ処理することによって、圧電振動体２の振動によって発生する音波が外部に漏れ出ないように防音の役割を果たす。また、振動モジュールケース２６内に圧電振動体２を嵌め込むことによって、独自で保護機能を有するようになる。
【００８３】
また、図１５ｂに示したように、振動モジュールケース２６の両端に閉塞板３０を形成して、内側に嵌合設置された圧電振動体２を密封することも可能である。
【００８４】
前記閉塞板３０は、振動モジュールケース２６と一体に形成するか、または別途の閉塞板３０を設置することも可能であり、振動モジュールケース２６の両端が開放された形態で内側に圧電振動体２が嵌合設置された状態で、開放された両端を閉塞板３０で塞ぐことによって、振動音波が外部に漏れ出ないようにする防音の役割を果たす。
【００８５】
振動モジュールケース２６の内部に圧電振動体２を嵌め込んだ状態で、振動モジュールケース２６の下面をケーシング１６の内面に接着剤で付着固定する。振動モジュールケース２６を固定するための接着剤としては、両面テープが好ましく、エポキシ、アクリル系接着剤などを使用することも可能である。
【００８６】
圧電振動体２が内部に挿入された振動モジュールケース２６の下面全体をケーシング１６に付着固定することによって、接着面積が広くなり、安定的に固定させることができ、それによって、圧電振動体２から発生した振動をケーシング１６を介して移動端末に伝達する効果も高くなる。また、前記のように振動モジュールケース２６内に圧電振動体２を内設して一体化することによって、移動端末に振動装置を付着する作業工程時に作業時間を短縮することができる効果がある。
【００８７】
図１５及び図１６では、圧電振動体２の付着のための脚部８が備えられた圧電振動体２を振動モジュールケース２６に嵌合設置するものとして説明しているが、図６ａ及び図６ｂに示したように、ブラケット２２を両端に嵌合してケーシング１６に付着する場合にも可能である。
【００８８】
図１７及び図１８では、本考案の様々な実施例に係る圧電振動体２の固定構造を示している。
【００８９】
本考案の図１１及び図１２に示したように、圧電振動体２を固定するための固定用ハウジング１８を備える場合、圧電振動体２の両端が固定用ハウジング１８と完全に固定された状態となることで、振動の幅を制限するようになる場合が発生する。
【００９０】
したがって、圧電振動体２の固定方式を、図１７乃至図１９に示したように嵌合構造で形成すると、圧電振動体２の両端が完全に固定された状態ではなく自由端を形成することによって、圧電振動体２の上下屈曲変位による振動幅を制限しなくなるため、可変振動制御が可能であると共に、より大きな振動を得ることができる。
【００９１】
前記のように嵌合構造によって圧電振動体２の両端を固定する場合には、嵌め込んだ固定用ハウジング１８の端部に形成された翼片を折り曲げることによって、嵌め込まれた圧電振動体２が離脱しないようにする後工程が必要である。
【００９２】
図２０及び図２１は、本考案の圧電振動体２ｂの更に他の実施例を示す。
【００９３】
本考案では、圧電振動体２ｂの振動効率を高めるために、電極基板４の両端に弾性部材３２を備える。弾性部材３２は、シリコン、ウレタンのような合成樹脂や合成ゴム、天然ゴムなどを使用し、その他に、軟質の弾性がある素材であればいずれでもよい。
【００９４】
前記弾性部材３２は、電極基板４の両端に接着、結合または射出によって形成されてもよく、電極基板４の下部の重量片１２の厚さよりも厚く形成して、圧電振動体２ｂの上下屈曲変位が可能なようにすることが好ましい。
【００９５】
電極基板４の両端に軟質の弾性部材３２を形成すると、圧電素子層６及び電極基板４の屈曲による重量片１２の振動時に振動効率が高くなり、電極基板４の伸縮が自由になることで、共振周波数の制約がなくなるため、様々な周波数の可変振動制御が可能となる。さらに、圧電素子層６及び電極基板４の屈曲変位による振動騒音が減殺される効果がある。
【００９６】
弾性部材３２が設置された電極基板４の下部には、圧電振動体２ｂをケーシング１６に設置するための下部板３６をさらに備え、下部板３６をケーシング１６に接着して圧電振動体２ｂを付着固定する。
【００９７】
また、図２１に示したように、ケーシング１６に付着された圧電振動体２ｂの上部には、圧電振動体２ｂの落下衝撃による破損を保護すると共に、振動による騒音を低減するために、圧電振動体２ｂの上部を蓋３４で覆って全体を取り囲むように形成することも可能である。
【００９８】
前記蓋３４は、金属板、プラスチックまたはゴム素材で形成することができ、特に、プラスチックやゴム素材を使用する場合、振動時に発生する音響を抑制する効果を増大させることができる。
【００９９】
図２２乃至図２４は、圧電振動体２ｂを構成する電極基板４の他の形態を示す。
【０１００】
本考案では、同じ大きさにおいて圧電振動体２ｂの振動力を高めるか、または振動力は同一であるが、圧電振動体２ｂの大きさを減少させることができるように、電極基板４の幅を狭く形成する。
【０１０１】
図２２乃至図２４を参照すると、本考案の実施例では、圧電振動体２ｂを振動の力が大きいマルチモルフ型で構成することによって、圧電素子層６の大きさを小さく形成して、圧電素子層６が付着されない電極基板４の左右の幅を狭く形成することが可能である。
【０１０２】
移動端末のように内部空間が狭い電子機器内に圧電振動体２ｂを付着する場合、図２２に示したように、圧電素子層６が付着されない電極基板４の両端縁部を最小化することによって、圧電振動体２ｂの体積が小さくなり、電子機器内に余裕空間が生じることによって、他の部品の設置が容易になり得る。
【０１０３】
また、電極基板４の両端の幅が狭くなることによって生じた余裕空間を活用するために、図２３に示したような形状の重量片１２を電極基板４に付着して、図２４に示したような形状の圧電振動体２ｂを形成することができ、重量片１２の重量を高めることによって振動効果を高めることができるようになる。
【０１０４】
すなわち、圧電素子層６の同一の振動量であるとしても、電極基板４に付着される重量片１２の重量が重くなって振動効率が増大するものであり、これは、圧電振動体２ｂの大きさは小さくなっても振動効果は高めることができる効果がある。
【０１０５】
図２５及び図２６は、本考案の他の実施例に係る圧電素子振動装置の構成を示す。
【０１０６】
本考案の圧電振動体２ｂは、振動量の増大と共に、振動による騒音を減少させながら、圧電振動体２ｂを移動端末の内側に付着固定し得るケース３８を備えることができる。
【０１０７】
前記ケース３８は、天然ゴム、合成ゴムのような軟質の素材で形成することができ、特に、合成ゴムのうちシリコン、ネオプレン、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム、アクリルゴムなどを使用することができる。その他にも、軟質の合成樹脂のように弾性がある素材であれば、いずれも使用可能である。
【０１０８】
本考案のケース３８は、上述した圧電振動体２ｂを付着固定するためのブラケット２２、振動効率の増大のための弾性部材３２、振動騒音の低減のための蓋３４の機能を兼ねるものであり、圧電振動体２ｂを取り囲むように一体型に形成することによって工程を単純化することができる。
【０１０９】
前記ケース３８の構成を説明すると、圧電振動体２ｂを取り囲むように結合される上部結合部４０及び下部結合部４２を備え、下部結合部４２の両端には、電極基板４が嵌合される装着部４４を形成する。
【０１１０】
上、下部結合部４０，４２によって圧電振動体２ｂ全体を軟質のゴム素材で取り囲むように結合されることによって、圧電振動体２ｂの両端がケース３８の結合によって固定される。
【０１１１】
圧電振動体２ｂの両端を軟質のケース３８によって固定すると、振動時に弾性による増幅で振動効率が高くなり、電極基板４の伸縮が自由になって共振周波数の制約がなくなるため、様々な周波数の振動制御が可能となる。
【０１１２】
さらに、圧電素子層６及び電極基板４の屈曲変位による振動騒音が減殺される効果がある。
【０１１３】
また、圧電振動体２ｂ全体を軟質のゴム素材の上、下部結合部４０，４２によって取り囲むように形成して密閉することによって、圧電振動体２ｂの振動音響が軟質のケース３８に伝達されないため、圧電振動体２ｂの騒音が低減され、圧電振動体２ｂをゴム素材のケース３８で保護しているため、落下衝撃時に軟質のケース３８が圧電振動体２ｂに加わる衝撃を吸収する役割を果たし、圧電振動体２ｂの破損を防止することができる。
【０１１４】
本考案の実施例では、圧電素子層６の形状を、図示のように特定の形状に限定するものではなく、様々な実施例において圧電素子層６をユニモルフ型、バイモルフ型、マルチモルフ型にして圧電振動体２，２ａ，２ｂを形成することが可能である。また、本考案の実施例として示したベンダータイプ（Ｂｅｎｄｅｒ  ｔｙｐｅ）の圧電振動体２，２ａ，２ｂだけでなく、ディスクタイプの圧電振動体２，２ａ，２ｂで形成することもできる。
【０１１５】
以下では、本考案の圧電振動体２，２ａ，２ｂを様々な電子機器に設置して振動応答を伝達できる実施例を説明し、後述する実施例以外にも、振動応答をユーザに伝達するための様々な電子機器に適用することが可能である。
【０１１６】
本考案の圧電振動体２，２ａ，２ｂは、移動端末に設置して速い振動応答をユーザに伝達することができ、従来の振動モータに比べて厚さが極めて薄くなることによって、設置空間が狭い移動端末に設置するのに効果的である。
【０１１７】
また、応答速度が速いため、音と映像に合わせられた同時感を感じることができ、広い帯域幅の範囲内で振動の大きさと速度を調節する制御が可能であるため、ユーザにリアル感を与えることができる。
【０１１８】
本考案の圧電振動体２，２ａ，２ｂを振動マウスの内側に設置して、ディスプレイされる視覚情報に対応する速い振動応答をユーザの手に伝達することによって、ユーザのマウス操作による同時感及びリアル感を与えることができる。
【０１１９】
前記振動マウスに本考案の圧電振動体２，２ａ，２ｂを設置すると、視覚情報に合う様々な振動を手に伝達することができ、マウスのクリック時に操作感を振動応答としてユーザに伝達することができる。
【０１２０】
本考案の圧電振動体２，２ａ，２ｂは、スマートＴＶと連動するスマート入力装置、例えば、キーパッドやリモコンに設置して、スマート入力装置のボタン操作時に操作感を指先に伝達できるので、厚さが薄くなったスマート入力装置の正確な信号入力を達成することができる。
【０１２１】
また、スマートＴＶを介して出力される画面情報を振動フィードバックとしてユーザに伝達することができ、特に、画面に出力されるゲーム映像に対応する振動をユーザに伝達することによって、リアル感と共に、速い振動応答による同時感を与えることができる。
【０１２２】
本考案の圧電振動体２，２ａ，２ｂは、ソニーのＰＳＰ、任天堂のようなゲーム機器のコントローラに設置して、ゲーム操作時にゲーム映像に対応する振動応答をリアルタイムでユーザに伝達できるので、リアル感を与えることができる。
【０１２３】
さらに、本考案の圧電振動体２，２ａ，２ｂは、従来の振動モータに比べて、振動応答速度が速く、広い帯域幅で可変振動が可能であるので、ゲームコントローラに設置する場合、リアルタイム振動応答による同時感及び可変振動によるリアル感を伝達することができる。
【０１２４】
本考案の圧電振動体２，２ａ，２ｂは、スマートフォンのような携帯端末の破損防止のための保護ケースに設置して、スマートフォンに保護ケースを装着した状態で出力される映像と音に合う振動をリアルタイムでユーザに伝達することができる。
【０１２５】
スマートフォンを介してゲームを操作する場合にも、ゲーム映像に合うリアルタイム振動フィードバックを伝達できるので、リアル感と同時感を与えることができる。
【０１２６】
前記スマートフォンの映像と音響に対応する振動フィードバックの制御は、圧電振動体２，２ａ，２ｂを制御するための別途の制御モジュールを携帯端末の保護ケースに備え、有／無線を介してスマートフォンから振動制御信号を受信して振動フィードバックを提供するものである。
【０１２７】
また、携帯端末用保護ケースには、スマートフォンのメインバッテリーを補助する大容量の補助バッテリーを内蔵することができ、メインバッテリーの放電や圧電振動体２，２ａ，２ｂの振動に必要な電源の供給時に使用するようになる。
【０１２８】
上述したように、本考案は、圧電素子振動装置を設置するにおいて、簡単に取り付けることが可能であるので、組立工程を単純化させることができ、圧電素子振動装置の厚さが薄くなるため、どの位置にも設置可能である。
【０１２９】
また、本考案の圧電素子振動装置は、大きさを最小化しながらも、振動量を増大させ、振動騒音は低減させることができ、落下衝撃による圧電振動体２，２ａ，２ｂの破損を防止することができる効果がある。
【０１３０】
上述した本考案の説明では具体的な実施例に関して説明したが、様々な変形が本考案の範囲から逸脱せずに実施可能である。したがって、本考案の範囲は、説明された実施例によって定められてはならず、実用新案登録請求の範囲及びその実用新案登録請求の範囲と均等なものによって定められなければならない。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本考案の圧電素子振動装置は、スマートフォン、医療機器、タブレットＰＣ、ゲーム機器、振動マウス、振動リモコン、振動キーパッド、携帯端末用保護ケースなどを含む移動端末に設置して振動フィードバックを提供するように使用することができる。
【図１】
0003215078.tif 000003
【図２】
0003215078.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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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】
0003215078.tif 000016
【図１４】
0003215078.tif 000017
【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
0003215078.tif 000019
【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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【図２６】
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