(57)【要約】  生産性を高めることができ、信頼性を高めることができ、かつ振動の効率を高めることができる、振動装置を提供する。  振動装置１は、第１，第２の振動部８，９（振動部）及び固定部７を有する振動板６と、第１，第２の振動部８，９に設けられた第１，第２の圧電振動子１３Ａ，１３Ｂ（振動子）と、固定電極１７Ａ，１７Ｂとを備える。固定部７が、異なる方向に延びる第１の辺部７Ａ及び第２の辺部７Ｂを有する。振動板６と固定電極１７Ａ〜１７Ｄとが一体の部材である。第１の辺部７Ａから第１の振動部８が延びており、第２の辺部７Ｂから固定電極１７Ａ，１７Ｂが延びている。
2020170937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動部及び固定部を有する振動板と、
前記振動部に設けられた振動子と、
固定電極と、
を備え、
前記固定部が、異なる方向に延びる第１の辺部及び第２の辺部を有し、
前記振動板と前記固定電極とが一体の部材であり、前記第１の辺部から前記振動部が延びており、前記第２の辺部から前記固定電極が延びている、振動装置。
【請求項２】
側壁部を有する筐体をさらに備え、
前記筐体に前記固定部が固定されており、
前記側壁部が外側面を含み、
前記固定電極が前記外側面上に位置する部分を有する、請求項１に記載の振動装置。
【請求項３】
前記振動板、前記固定電極及び前記筐体の前記側壁部が１つのインサート成形体であり、
前記固定部の少なくとも一部が、前記側壁部の内部に設けられている、請求項２に記載の振動装置。
【請求項４】
前記筐体が、底面を含むベース部を有し、
前記筐体の前記側壁部が、対向し合う第１の開口端面及び第２の開口端面を有し、
前記底面が、前記第２の開口端面側に配置されており、
前記固定電極が、前記底面上に位置する曲げ部を有する、請求項２または３に記載の振動装置。
【請求項５】
前記振動子に電気的に接続されている給電電極をさらに備え、
前記給電電極及び前記ベース部が１つのインサート成形体であり、
前記給電電極の一部が、前記第１の開口端面上に位置する曲げ部を有する、請求項４に記載の振動装置。
【請求項６】
前記振動子が圧電振動子であり、
前記振動子が前記振動板の一方主面上に設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項７】
前記振動部に接続されている質量付加部材をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項８】
前記固定部が、前記第１の辺部に対向する第３の辺部を有し、
前記振動部が第１の振動部及び第２の振動部を含み、前記第１の振動部が前記第１の辺部から延びており、前記第２の振動部が前記第３の辺部から延びている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の振動装置。
【請求項９】
固定電極部分と、振動部及び固定部を含む振動板部分とを有し、前記固定電極部分と前記振動板部分が一体の部材である、第１の板部材を用意する工程と、
振動子を設ける工程と、
を備える、振動装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の板部材に、対向し合う第１の開口端面及び第２の開口端面と、前記第１の開口端面及び前記第２の開口端面に接続された外側面と、を含む側壁部を設ける工程と、
前記第１の板部材の前記固定電極部分を折り曲げ、前記側壁部の前記外側面上に前記固定電極部分を配置する工程と、
をさらに備える、請求項９に記載の振動装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の板部材に前記側壁部を設ける工程を、前記第１の板部材を内部に含むように前記側壁部が構成された、インサート成形体を形成することにより行い、前記振動板部分の前記固定部の少なくとも一部を、前記側壁部の内部に設けることにより固定する、請求項１０に記載の振動装置の製造方法。
【請求項１２】
給電電極部分の一部を内部に含むように、底面を含むベース部が構成された、インサート成形体を形成する工程と、
前記ベース部を、前記側壁部の前記第２の開口端面側に配置する工程と、
前記給電電極部分を折り曲げ、前記側壁部の前記外側面上及び前記第１の開口端面上に配置する工程と、
前記給電電極部分を前記振動子に接続する工程と、
をさらに備え、
前記側壁部の前記外側面上に前記固定電極部分を配置する工程において、前記固定電極部分の一部を前記ベース部の前記底面上に配置する、請求項１０または１１に記載の振動装置の製造方法。
【請求項１３】
給電電極部分の一部を内部に含むように、底面を含むベース部が構成され、前記給電電極部分を有する第２の板部材を含む、インサート成形体を形成する工程と、
前記ベース部を、前記側壁部の前記第２の開口端面側に配置する工程と、
前記給電電極部分を折り曲げ、前記側壁部の前記外側面上及び前記第１の開口端面上に配置する工程と、
前記給電電極部分を前記振動子に接続する工程と、
をさらに備え、
前記側壁部の前記外側面上に前記固定電極部分を配置する工程において、前記固定電極部分の一部を前記ベース部の前記底面上に配置する、
請求項１０または１１に記載の振動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、振動装置は、外部に振動を伝搬させる報知用の機器や、音響機器などに広く用いられている。振動装置は、振動を伝搬させる目的及び音響を発する目的において兼用される場合もある。下記の特許文献１には、振動装置の一例が開示されている。この振動装置においては、圧電振動板がケース内に収納されている。圧電振動板にはインサート端子が接続されている。インサート端子はケース外に露出しており、ケースの側面上及び底面上に至っている。インサート端子の底面上に位置する部分が、半田により外部に接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０２３６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたような振動装置の振動を外部に伝搬させる場合には、振動はケース及びインサート端子を介して外部に伝搬する。そのため、振動を外部に確実に伝搬させるためには、圧電振動板とインサート端子との接合の信頼性が高いことが求められることとなる。圧電振動板とインサート端子との接合の信頼性を高めるために、生産性が低くなるおそれもある。【０００５】
本発明の目的は、生産性を高めることができ、信頼性を高めることができ、かつ振動の効率を高めることができる、振動装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る振動装置は、振動部及び固定部を有する振動板と、前記振動部に設けられた振動子と、固定電極とを備え、前記固定部が、異なる方向に延びる第１の辺部及び第２の辺部を有し、前記振動板と前記固定電極とが一体の部材であり、前記第１の辺部から前記振動部が延びており、前記第２の辺部から前記固定電極が延びている。【０００７】
本発明に係る振動装置の製造方法は、固定電極部分と、振動部及び固定部を含む振動板部分とを有し、前記固定電極部分と前記振動板部分が一体の部材である、第１の板部材を用意する工程と、振動子を設ける工程とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
生産性を高めることができ、信頼性を高めることができ、かつ振動の効率を高めることができる、振動装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態における振動板及び固定電極の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態における第１の圧電振動子の斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置を、蓋部を透視して示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態における質量付加部材の側面図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造に用いられる第１の板部材を示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造に用いられる第２の板部材を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の第２の実施形態に係る振動装置の給電電極付近を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、図１５に示す部分において、蓋部を省略した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１１】
なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の分解斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、振動装置１は筐体２を有する。図２に示すように、振動装置１は振動板６を有し、筐体２には振動板６が収納されている。筐体２は、ベース部３と、ベース部３上に設けられている側壁部４と、側壁部４上に設けられている蓋部５とを有する。
【００１４】
側壁部４は枠状である。より具体的には、側壁部４は、互いに対向し合う第１の開口端面４ａ及び第２の開口端面４ｂと、第１の開口端面４ａ及び第２の開口端面４ｂに接続された４つの外側面とを有する。本実施形態では、４つの外側面は、第１の外側面４ｃ、第２の外側面４ｄ、第３の外側面４ｅ及び第４の外側面４ｆである。蓋部５は、側壁部４の第１の開口端面４ａ側を塞ぐように配置されている。ベース部３は、側壁部４の第２の開口端面４ｂ側を塞ぐように配置されている。ベース部３は底面３ｂを有する。筐体２の形状は、本実施形態では略直方体である。なお、筐体２の形状は上記に限定されない。
【００１５】
筐体２は適宜の合成樹脂からなる。合成樹脂としては、例えば、ＬＣＰ（液晶ポリマー）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などを挙げることができる。筐体２のベース部３、側壁部４及び蓋部５には、互いに異なる材料が用いられてもよい。
【００１６】
側壁部４の外側面上及びベース部３の底面３ｂ上に至るように、固定電極１７Ａ、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄが設けられている。固定電極１７Ａ〜１７Ｄは、例えば半田などによって外部に固定される。より具体的には、例えば、固定電極１７Ａ〜１７Ｄは実装基板に接合される。この場合、振動装置１の振動は、固定電極１７Ａ〜１７Ｄ及び筐体２を介して外部に伝搬する。
【００１７】
図３は、本発明の第１の実施形態における振動板及び固定電極の斜視図である。
【００１８】
振動板６は、第１の振動部８及び第２の振動部９を有する。また、振動板６は、固定部７を有する。固定部７が上記筐体２の側壁部４に固定されている。固定部７は枠状である。より具体的には、固定部７は、第１の辺部７Ａと、第２の辺部７Ｂと、第３の辺部７Ｃと、第４の辺部７Ｄとを有する。第２の辺部７Ｂと第４の辺部７Ｄは、第１の辺部７Ａと直交する方向に延びており、互いに対向している。第３の辺部７Ｃは、第１の辺部７Ａと同じ方向に延びており、第１の辺部７Ａと対向している。このように、本実施形態では、第１の辺部７Ａと第２の辺部７Ｂとの各々が延びる方向は９０度異なる。第３の辺部７Ｃと第４の辺部７Ｄとの各々が延びる方向は９０度異なる。もっとも、第１の辺部７Ａと第２の辺部７Ｂとがなす角度は９０度には限定されず、第３の辺部７Ｃと第４の辺部７Ｄとがなす角度も９０度には限定されない。なお、図２に示した第１の外側面４ｃは第１の辺部７Ａ付近に位置し、第２の外側面４ｄは第２の辺部７Ｂ付近に位置し、第３の外側面４ｅは第３の辺部７Ｃ付近に位置し、第４の外側面４ｆは第４の辺部７Ｄ付近に位置する。
【００１９】
図３に示すように、第１の辺部７Ａから第１の振動部８が延びており、第３の辺部７Ｃから第２の振動部９が延びている。第１の振動部８及び第２の振動部９は、それぞれ自由端を有する片持ち梁構造である。なお、第１の振動部８及び第２の振動部９は、第２の辺部７Ｂ及び第４の辺部７Ｄとは接続されていない。平面視において、第１の振動部８及び第２の振動部９は、固定部７の内周の中心を対称点として点対称に配置されている。第１の辺部７Ａが延びる方向に平行な方向から見たときに、第１の振動部８及び第２の振動部９は重なっている。本明細書において平面視とは、蓋部５側から見ることをいう。
【００２０】
第１の振動部８及び第２の振動部９の配置は上記に限定されない。もっとも、第１の振動部８及び第２の振動部９を本実施形態のように配置することにより、振動の変位を大きくすることができ、かつ振動の安定性を高めることができる。
【００２１】
第１の振動部８は、対向し合う第１の主面８ａ及び第２の主面８ｂを有する。第１の主面８ａは筐体２の蓋部５側に位置しており、第２の主面８ｂはベース部３側に位置している。第２の振動部９は、対向し合う第１の主面９ａ及び第２の主面９ｂを有する。第１の主面９ａは筐体２の蓋部５側に位置しており、第２の主面９ｂはベース部３側に位置している。ここで、第１の振動部８及び第２の振動部９と固定部７とは、同一平面に位置する。もっとも、例えば、後述する質量付加部材が設けられていることにより、第１の振動部８及び第２の振動部９が固定部７よりもベース部３側に位置している部分を含んでいてもよい。
【００２２】
本実施形態の第１の振動部８は、板状部８ｃと、接続部８ｄとを有する。板状部８ｃは矩形板状であり、接続部８ｄはミアンダ状である。接続部８ｄの一方の端部が板状部８ｃに接続されており、接続部８ｄの他方の端部が固定部７に接続されている。このように、板状部８ｃは、接続部８ｄを介して固定部７に接続されている。第２の振動部９は、板状部９ｃと、接続部９ｄとを有する。板状部９ｃは矩形板状であり、接続部９ｄはミアンダ状である。接続部９ｄの一方の端部が板状部９ｃに接続されており、接続部９ｄの他方の端部が固定部７に接続されている。このように、板状部９ｃは、接続部９ｄを介して固定部７に接続されている。接続部８ｄ及び接続部９ｄがミアンダ状であることにより、振動に際し接続部８ｄ付近及び接続部９ｄ付近に加わる応力による影響を緩和することができ、振動の効率を高めることができる。加えて、例えば、振動装置１が落下して外部から機械的衝撃が加わった場合であっても、接続部８ｄ及び接続部９ｄがばねとして作用し、機械的衝撃によって加わった応力を緩和することができる。従って、振動装置１の耐衝撃性を高めることができる。
【００２３】
なお、接続部８ｄ及び接続部９ｄはミアンダ状の形状に限定されず、直線状の形状であってもよい。また、板状部８ｃ及び接続部８ｄの両方が矩形板状であり、例えば、１つの矩形板状の第１の振動部８を構成していてもよい。板状部９ｃ及び接続部９ｄの両方が矩形板状であり、例えば、１つの矩形板状の第２の振動部９を構成していてもよい。本実施形態においては、振動板６が第１の振動部８及び第２の振動部９を含むが、振動板６は、少なくとも１つの振動部を有していればよい。
【００２４】
固定部７の第２の辺部７Ｂから固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂが延びている。同様に、固定部７の第４の辺部７Ｄから固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄが延びている。このように、本実施形態では、振動板６と固定電極１７Ａ〜１７Ｄは一体の部材である。振動板６は、固定電極１７Ａ〜１７Ｄと同じ材料からなる導電性部材である。
【００２５】
より具体的には、第２の辺部７Ｂは、側壁部４の内部を通り、固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂに至っている部分を有する。本実施形態では、固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂは、第２の辺部７Ｂから、第１の振動部８の第１の主面８ａの法線方向と平行に延びている。第４の辺部７Ｄは、側壁部４の内部を通り、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄに至っている部分を有する。本実施形態では、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄは、第４の辺部７Ｄから、第２の振動部９の第１の主面９ａの法線方向と平行に延びている。なお、第１の振動部８の第１の主面８ａ及び第２の振動部９の第１の主面９ａ、第１の辺部７Ａ〜第４の辺部７Ｄは同じ平面上に位置する。
【００２６】
固定電極１７Ａ、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄは、それぞれ側壁部４の外側面上に位置する部分及びベース部３の底面３ｂ上に位置する部分を有する。より具体的には、固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂは、第２の外側面４ｄ上に位置する部分を有する。固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄは、第４の外側面４ｆ上に位置する部分を有する。
【００２７】
ここで、固定電極１７Ａは曲げ部１７ａを有する。本明細書において曲げ部とは、折れ曲がった部分から先端までの部分である。固定電極１７Ａが複数の折れ曲がった部分を有している場合は、折れ曲がった部分のうち最も先端側に位置する折れ曲がった部分から先端までの部分が曲げ部である。曲げ部１７ａは、固定電極１７Ａにおけるベース部３の底面３ｂ上に位置する部分である。曲げ部１７ａはベース部３に当接している。同様に、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄも、ベース部３の底面３ｂ上に位置する曲げ部１７ｂ、曲げ部１７ｃ及び曲げ部１７ｄをそれぞれ有する。曲げ部１７ｂ、曲げ部１７ｃ及び曲げ部１７ｄはベース部３に当接している。本実施形態では複数の固定電極が設けられているが、固定電極は少なくとも１つ設けられていればよい。
【００２８】
図２に示すように、第１の振動部８の第１の主面８ａ上には、第１の圧電振動子１３Ａが設けられている。第１の圧電振動子１３Ａは、導電性の接着剤により第１の振動部８に接合されている。なお、第１の圧電振動子１３Ａ及び第１の振動部８との接合の方法は上記に限定されない。第１の圧電振動子１３Ａが第１の振動部８を振動させる。
【００２９】
第２の振動部９の第１の主面９ａ上には、第２の圧電振動子１３Ｂが設けられている。第２の圧電振動子１３Ｂは、導電性の接着剤により第２の振動部９に接合されている。第２の圧電振動子１３Ｂが第２の振動部９を振動させる。第１の圧電振動子１３Ａ及び第２の圧電振動子１３Ｂの形状は、特に限定されないが、本実施形態においては矩形板状である。なお、第１の圧電振動子１３Ａは、第１の振動部８の第２の主面８ｂ上に設けられていてもよい。第２の圧電振動子１３Ｂは、第２の振動部９の第２の主面９ｂ上に設けられていてもよい。
【００３０】
図４は、本発明の第１の実施形態における第１の圧電振動子の斜視図である。
【００３１】
第１の圧電振動子１３Ａは圧電体部１４を有する。圧電体部１４は、上記第１の振動部８側に位置する面１４ａ及び面１４ａに対向する面１４ｂを有する。圧電体部１４には、例えば、ＰＺＴ系セラミックスなどの圧電体を用いることができる。
【００３２】
圧電体部１４の面１４ａ上には第１の外部電極１５Ａが設けられている。面１４ｂ上には第２の外部電極１５Ｂが設けられている。第１の外部電極１５Ａ及び第２の外部電極１５Ｂは、それぞれ異なる電位に接続される。
【００３３】
圧電体部１４は、１つの圧電体層であってもよく、あるいは、複数の圧電体層が積層された圧電積層体であってもよい。圧電体部１４が圧電積層体である場合には、積層された圧電体層の間に内部電極が設けられていることが好ましい。それによって、低い電圧を印加した場合においても、振動装置１を駆動することができる。図２に示す第２の圧電振動子１３Ｂも第１の圧電振動子１３Ａと同様の構成を有する。
【００３４】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置を、蓋部を透視して示す斜視図である。
【００３５】
振動装置１は、第１の圧電振動子１３Ａに電気的に接続されており、第１の圧電振動子１３Ａに給電する給電電極１９Ａを有する。より具体的には、給電電極１９Ａは、第１の圧電振動子１３Ａの第２の外部電極１５Ｂに接続されている。給電電極１９Ａは、接合部材１０により第１の圧電振動子１３Ａに接合されている。接合部材１０には、例えば、半田を用いることができる。同様に、振動装置１は、第２の圧電振動子１３Ｂに電気的に接続されており、第２の圧電振動子１３Ｂに給電する給電電極１９Ｂを有する。給電電極１９Ｂは、接合部材により第２の圧電振動子１３Ｂに接合されている。給電電極１９Ａ及び給電電極１９Ｂは、ベース部３に固定されている。
【００３６】
給電電極１９Ａは、筐体２の側壁部４の第１の外側面４ｃ上に位置する部分、第１の開口端面４ａ上に位置する部分及び第１の圧電振動子１３Ａ上に位置する部分を有する。より具体的には、給電電極１９Ａは曲げ部１９ａを有する。曲げ部１９ａは、第１の開口端面４ａ上に位置する部分及び第１の圧電振動子１３Ａ上に位置する部分である。給電電極１９Ｂは、筐体２の側壁部４の第３の外側面４ｅ上に位置する部分、第１の開口端面４ａ上に位置する部分及び第２の圧電振動子１３Ｂ上に位置する部分を有する。給電電極１９Ｂは曲げ部１９ｂを有する。曲げ部１９ｂは、第１の開口端面４ａ上に位置する部分及び第２の圧電振動子１３Ｂ上に位置する部分である。なお、給電電極１９Ａ及び給電電極１９Ｂは振動板６には接していない。
【００３７】
第１の圧電振動子１３Ａの第１の外部電極１５Ａは、振動板６に電気的に接続される。第１の外部電極１５Ａは、例えば、振動板６及び固定電極１７Ａ〜１７Ｄを介して、グラウンド電位に接続される。第２の圧電振動子１３Ｂにおいても同様である。
【００３８】
第１の圧電振動子１３Ａに交流電界を印加することにより、第１の圧電振動子１３Ａが面内方向に伸縮する。それに伴い、第１の振動部８は屈曲モードにより振動する。同様に、第２の圧電振動子１３Ｂに交流電界を印加することにより、第２の圧電振動子１３Ｂが面内方向に伸縮する。それに伴い、第２の振動部９は屈曲モードにより振動する。本実施形態においては、第１の振動部８及び第２の振動部９の振動は同一である。本明細書において振動が同一であるとは、振動装置１の特性を大きく劣化させない程度に振動が略同一であることを含む。
【００３９】
なお、振動装置１は第１の振動部８及び第２の振動部９を振動させる振動子を有していればよく、振動子は圧電振動子には限定されない。
【００４０】
第１の振動部８の第２の主面８ｂ側及び第２の振動部９の第２の主面９ｂ側には、図２に示す質量付加部材１８が接続されている。より具体的には、第１の振動部８の自由端及び第２の振動部９の自由端が質量付加部材１８に接続されている。なお、質量付加部材１８は第１の振動部８の自由端側の部分及び第２の振動部９の自由端側の部分に接続されていればよく、必ずしも第１の振動部８及び第２の振動部９の自由端に接続されていなくともよい。もっとも、質量付加部材１８は、第１の振動部８及び第２の振動部９の自由端に接続されていることが望ましい。これにより、振動の強度を大きくすることができる。
【００４１】
本実施形態においては、質量付加部材１８が、蓋部５とベース部３とを結ぶ方向において、直線の軌道上を往復するように振動する。よって、振動装置１では、筐体２内におけるほぼ全体の領域において、第１の振動部８、第２の振動部９及び質量付加部材１８が振動する。従って、振動の強度を効果的に大きくすることができ、かつ振動装置１を小型にすることができる。
【００４２】
図６は、本発明の第１の実施形態における質量付加部材の側面図である。
【００４３】
図２及び図６に示すように、質量付加部材１８は、振動板６の第１の振動部８及び第２の振動部９に対向する側の面において、第１の傾斜部１８ａ及び第２の傾斜部１８ｂを有する。第１の傾斜部１８ａは、質量付加部材１８の第１の振動部８と対向する領域に位置している。より具体的には、第１の傾斜部１８ａは、振動板６の固定部７における第１の辺部７Ａと第３の辺部７Ｃとを結ぶ方向中央と、第３の辺部７Ｃ側の端部との間に位置している。第１の傾斜部１８ａにおいては、第３の辺部７Ｃ側に向かうほど、第１の振動部８に近づくように傾斜している。
【００４４】
第２の傾斜部１８ｂは、質量付加部材１８の第２の振動部９と対向する位置に位置している。より具体的には、第２の傾斜部１８ｂは、振動板６の固定部７における第１の辺部７Ａと第３の辺部７Ｃとを結ぶ方向中央と、第１の辺部７Ａ側の端部との間に位置している。第２の傾斜部１８ｂにおいては、第１の辺部７Ａ側に向かうほど、第２の振動部９に近づくように傾斜している。
【００４５】
他方、質量付加部材１８の第１の傾斜部１８ａ及び第２の傾斜部１８ｂが設けられている面における、第１の傾斜部１８ａ及び第２の傾斜部１８ｂ以外の部分は、平坦である。質量付加部材１８が第１の傾斜部１８ａ及び第２の傾斜部１８ｂを有することにより、質量付加部材１８の蓋部５側の変位をより一層大きくすることができる。従って、振動の強度をより一層大きくすることができる。
【００４６】
なお、質量付加部材１８の形状は上記に限定されない。質量付加部材１８は、傾斜部を有しない直方体などであってもよい。質量付加部材１８は、適宜の金属や金属及び樹脂の合成材料、あるいはセラミックスなどからなる。質量付加部材１８は、質量付加作用が高いタングステンなどの、密度が高い金属からなることが好ましい。それによって、振動装置１の小型化を容易に進めることができる。
【００４７】
本実施形態においては、振動板６の固定部７の中心と質量付加部材１８の重心とは重なっている。もっとも、振動板６と質量付加部材１８との位置関係はこれに限定されない。
【００４８】
本実施形態の特徴は、以下の点にある。１）振動板６と固定電極１７Ａ〜１７Ｄとが一体の部材であること。２）第１の辺部７Ａから第１の振動部８が延びており、第２の辺部７Ｂから固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂが延びており、第３の辺部７Ｃから第２の振動部９が延びており、第４の辺部７Ｄから固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄが延びていること。
【００４９】
振動板６と固定電極１７Ａ〜１７Ｄとが一体の部材であることにより、振動板６と固定電極１７Ａ〜１７Ｄとの間に接合部が存在しないため、振動による接合強度の劣化がなく、振動装置１の信頼性を高めることができる。加えて、固定電極１７Ａ〜１７Ｄと振動板６とを接続するための部材を設ける工程や、固定電極１７Ａ〜１７Ｄと振動板６とを接続する工程を省くことができ、生産性を高めることができる。さらに、固定電極１７Ａ〜１７Ｄと振動板６とを接続するための部材などが不要であるため、振動装置１を小型にすることができる。
【００５０】
ここで、振動板６の固定部７は、第１の振動部８及び第２の振動部９を固定する部分であるが、第１の振動部８及び第２の振動部９の振動に伴い微小に変位する。例えば、第１の辺部から第１の振動部、固定電極が延びている場合、固定電極により第１の辺部の剛性が高くなり、第１の振動部の振動が阻害される。これに対して、本実施形態においては、異なる方向に延びる第１の辺部７Ａ及び第２の辺部７Ｂのうち、第１の辺部７Ａから第１の振動部８が延びており、第２の辺部７Ｂから固定電極１７Ａ及び固定電極１７Ｂが延びている。それによって、第１の振動部８の振動の阻害が生じ難い。同様に、第３の辺部７Ｃから第２の振動部９が延びており、第４の辺部７Ｄから固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄが延びていることにより、第２の振動部９の振動の阻害が生じ難い。これにより、振動の効率を高めることができ、小型であっても大きな振動を発生する振動装置１が得られる。
【００５１】
本実施形態においては、振動板６、固定電極１７Ａ、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ、固定電極１７Ｄ及び筐体２の側壁部４は、第１のインサート成形体１２Ａである。より具体的には、振動板６における固定部７の一部が、側壁部４の内部に設けられることにより固定されている。さらに、固定電極１７Ａ〜１７Ｄは振動板６と一体の部材である。それによって、振動板６及び固定電極１７Ａ〜１７Ｄを、接合用の部材などを用いずに好適に固定することができる。従って、小型化をより一層容易に進めることができる。
【００５２】
給電電極１９Ａ、給電電極１９Ｂ及び筐体２のベース部３は、第２のインサート成形体１２Ｂである。より具体的には、給電電極１９Ａ及び給電電極１９Ｂの一部が、ベース部３の内部に設けられている。それによって、給電電極１９Ａ及び給電電極１９Ｂを、接合用の部材などを用いずに好適に固定することができる。従って、振動装置１の小型化をより一層容易に進めることができる。なお、筐体２の側壁部４及びベース部３は、必ずしもインサート成形体として設けられていなくともよい。
【００５３】
本実施形態においては、振動板６の第１の振動部８及び第２の振動部９は自由端を有する片持ち梁構造であるが、両持ち梁構造であってもよい。この場合においても、振動板６と固定電極１７Ａ〜１７Ｄとが一体の部材であることにより、生産性を高めることができ、かつより確実に振動を外部に伝搬させることができる。
【００５４】
以下において、第１の実施形態に係る振動装置１の製造方法の一例を説明する。
【００５５】
図７は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造に用いられる第１の板部材を示す斜視図である。図８は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。図９は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。図１０は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。なお、図１０においては、側壁部の内部を透視して示し、質量付加部材をハッチングにより示す。
【００５６】
図７に示すように、第１の板部材２５を用意する。第１の板部材２５は、固定電極部分２７Ａ、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄを有する。固定電極部分２７Ａは、図３に示した固定電極１７Ａとなる部分である。同様に、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄは、それぞれ、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄとなる部分である。
【００５７】
第１の板部材２５は、第１の振動部８、第２の振動部９及び固定部７を含む振動板部分２６を有する。振動板部分２６は振動板６となる部分である。さらに、第１の板部材２５は、固定電極部分２７Ａ、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄを接続している、枠状の接続部分２３を有する。なお、第１の板部材２５は接続部分２３を有していなくともよい。第１の板部材２５は導電性部材である。
【００５８】
次に、図８に示すように、インサート成形により、第１の板部材２５の一部を内部に含むように、上記筐体２の側壁部４が構成された、インサート成形体２２Ａを形成する。このとき、振動板部分２６の固定部７の少なくとも一部が側壁部４の内部に位置し、かつ固定電極部分２７Ａ〜２７Ｄが側壁部４を貫通するように、側壁部４を設ける。それによって、接合用の部材などを用いずに振動板部分２６、固定電極部分２７Ａ〜２７Ｄを側壁部４に固定することができる。
【００５９】
次に、図９に示すように、第１の板部材２５の振動板部分２６における第１の振動部８の第１の主面８ａ上に第１の圧電振動子１３Ａを設ける。同様に、第１の板部材２５の振動板部分２６における第２の振動部９の第１の主面９ａ上に第２の圧電振動子１３Ｂを設ける。次に、図１０に示すように、第１の振動部８の自由端及び第２の振動部９の自由端に質量付加部材１８を接続する。
【００６０】
次に、固定電極部分２７Ａを折り曲げることにより、曲げ部２７ａを設ける。同様に、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄを折り曲げることにより、曲げ部２７ｂ、曲げ部２７ｃ及び曲げ部２７ｄをそれぞれ設ける。なお、固定電極部分２７Ａ、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄを折り曲げるに際し、図９に示した接続部分２３から固定電極部分２７Ａ〜２７Ｄを切り離す。もっとも、第１の板部材２５は、固定電極部分２７Ａ〜２７Ｄを切り離さずに折り曲げられるように構成されていてもよい。
【００６１】
図１１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造に用いられる第２の板部材を示す斜視図である。図１２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。図１３は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。図１４は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の製造方法の一例を説明するための斜視図である。
【００６２】
他方、図１１に示すように、給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂが一体となった第２の板部材２８を用意する。給電電極部分２９Ａは図２に示した給電電極１９Ａとなる部分であり、給電電極部分２９Ｂは給電電極１９Ｂとなる部分である。第２の板部材２８は、給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂを接続している接続部分２４を有する。なお、第２の板部材２８は、接続部分２４を有していなくともよい。
【００６３】
次に、図１２に示すように、インサート成形により、第２の板部材２８の一部を内部に含むように、上記筐体２のベース部３が構成された、インサート成形体２２Ｂを形成する。このとき、給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂの一部がベース部３の内部に位置するように、ベース部３を設ける。それによって、給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂを、接合するための部材を用いずに、ベース部３に固定することができる。
【００６４】
次に、図１３に示すように、ベース部３により側壁部４の第２の開口端面４ｂ側を塞ぐように、インサート成形体２２Ａとインサート成形体２２Ｂとを接合する。次に、固定電極部分２７Ａの曲げ部２７ａがベース部３の底面３ｂ上に位置するように、固定電極部分２７Ａを折り曲げる。これにより、固定電極部分２７Ａが側壁部４の外側面上に位置する部分及びベース部３の底面３ｂ上に位置する部分を有するように、固定電極部分２７Ａを配置する。同様に、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄの曲げ部２７ｂ、曲げ部２７ｃ及び曲げ部２７ｄがベース部３の底面３ｂ上に位置するように、固定電極部分２７Ｂ〜２７Ｄを折り曲げる。これにより、固定電極部分２７Ｂ、固定電極部分２７Ｃ及び固定電極部分２７Ｄが側壁部４の外側面上に位置する部分及びベース部３の底面３ｂ上に位置する部分を有するように、固定電極部分２７Ｂ〜２７Ｄを配置する。それによって、図１４に示すように、固定電極１７Ａ、固定電極１７Ｂ、固定電極１７Ｃ及び固定電極１７Ｄを得る。
【００６５】
次に、第２の板部材２８の給電電極部分２９Ａを折り曲げることにより、曲げ部２９ａを設ける。さらに、給電電極部分２９Ａを折り曲げることにより、給電電極部分２９Ａにおける、側壁部４の第１の外側面４ｃ上に位置する部分を設け、かつ曲げ部２９ａを側壁部４の第１の開口端面４ａ上及び第１の圧電振動子１３Ａ上に配置する。このように、給電電極部分２９Ａを、第１の外側面４ｃ上、第１の開口端面４ａ上及び第１の圧電振動子１３Ａ上に位置するように配置する。
【００６６】
同様に、給電電極部分２９Ｂを折り曲げることにより曲げ部２９ｂを設ける。さらに、給電電極部分２９Ｂを折り曲げることにより、給電電極部分２９Ｂにおける、側壁部４の第３の外側面４ｅ上に位置する部分を設け、かつ曲げ部２９ｂを側壁部４の第１の開口端面４ａ上及び第２の圧電振動子１３Ｂ上に配置する。このように、給電電極部分２９Ｂを、第３の外側面４ｅ上、第１の開口端面４ａ上及び第１の圧電振動子１３Ａ上に位置するように配置する。なお、振動板６に接しないように、給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂを配置する。給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂを折り曲げるに際し、接続部分２４から給電電極部分２９Ａ及び給電電極部分２９Ｂを切り離す。もっとも、第２の板部材２８は、各給電電極部分を切り離さずに折り曲げられるように構成されていてもよい。
【００６７】
次に、第１の圧電振動子１３Ａの第２の外部電極１５Ｂに給電電極部分２９Ａを接合する。第２の外部電極１５Ｂと給電電極部分２９Ａとの接合には、例えば、半田を用いることができる。同様に、第２の圧電振動子１３Ｂに給電電極１９Ｂを接合する。次に、側壁部４上に、図１に示した蓋部５を設ける。
【００６８】
図１５は、本発明の第２の実施形態に係る振動装置の給電電極付近を示す斜視図である。図１６は、図１５に示す部分において、蓋部を省略した斜視図である。
【００６９】
図１５及び図１６に示すように、本実施形態は、給電電極３９Ａが突起部３９ｃ及び突起部３９ｄを有し、筐体３２の蓋部３５が凹部３５ａ及び凹部３５ｂを有する点において、第１の実施形態と異なる。さらに、突起部３９ｃと凹部３５ａとが嵌合しており、突起部３９ｄと凹部３５ｂとが嵌合している点においても第１の実施形態と異なる。なお、給電電極３９Ａに対向する給電電極も給電電極３９Ａと同様に突起部を有し、該突起部と蓋部の凹部とが嵌合している。上記の点以外においては、本実施形態の振動装置は第１の実施形態の振動装置１と同様の構成を有する。
【００７０】
本明細書において、例えば、突起部３９ｃと凹部３５ａとが嵌合しているとは、少なくとも、突起部３９ｃと、凹部３５ａの内面における側壁部４の第１の外側面４ｃ側の部分とが接していることをいう。突起部３９ｃと凹部３５ａとが嵌合していることにより、少なくとも側壁部４の外側への給電電極３９Ａの位置ずれを抑制することができる。よって、給電電極３９Ａが第１の圧電振動子１３Ａから剥離し難い。例えば、給電電極３９Ａにおける第１の外側面４ｃ上に位置する部分が外部に接合され、給電電極３９Ａに対して側壁部４の外側方向に外力が加わる場合などに特に好適である。あるいは、給電電極３９Ａにおける第１の外側面４ｃ上に位置する部分が半田などにより外部に接合され、熱膨張などが生じた場合においても、給電電極３９Ａの位置ずれを効果的に抑制することができる。
【００７１】
本実施形態では、給電電極３９Ａが突起部３９ｃ及び突起部３９ｄを有し、突起部３９ｃ及び突起部３９ｄがそれぞれ凹部３５ａ及び凹部３５ｂと嵌合しているため、給電電極３９Ａの位置ずれをより一層抑制することができる。
【００７２】
なお、給電電極３９Ａの突起部の個数及び形状は特に限定されない。あるいは、給電電極３９Ａに凹部または貫通孔が設けられており、蓋部３５に突起部が設けられており、かつ給電電極３９Ａの凹部または貫通孔と蓋部３５の突起部とが嵌合していてもよい。
【００７３】
本実施形態においても、振動板６と固定電極とは一体の部材である。従って、第１の実施形態と同様に、生産性を高めることができ、かつより確実に振動を外部に伝搬させることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１…振動装置
２…筐体
３…ベース部
３ｂ…底面
４…側壁部
４ａ…第１の開口端面
４ｂ…第２の開口端面
４ｃ〜４ｆ…第１〜第４の外側面
５…蓋部
６…振動板
７…固定部
７Ａ〜７Ｄ…第１〜第４の辺部
８…第１の振動部
８ａ，８ｂ…第１，第２の主面
８ｃ…板状部
８ｄ…接続部
９…第２の振動部
９ａ，９ｂ…第１，第２の主面
９ｃ…板状部
９ｄ…接続部
１０…接合部材
１２Ａ，１２Ｂ…第１，第２のインサート成形体
１３Ａ，１３Ｂ…第１，第２の圧電振動子
１４…圧電体部
１４ａ，１４ｂ…面
１５Ａ，１５Ｂ…第１，第２の外部電極
１７Ａ〜１７Ｄ…固定電極
１７ａ〜１７ｄ…曲げ部
１８…質量付加部材
１８ａ，１８ｂ…第１，第２の傾斜部
１９Ａ，１９Ｂ…給電電極
１９ａ，１９ｂ…曲げ部
２２Ａ，２２Ｂ…インサート成形体
２３，２４…接続部分
２５…第１の板部材
２６…振動板部分
２７Ａ〜２７Ｄ…固定電極部分
２７ａ〜２７ｄ…曲げ部
２８…第２の板部材
２９Ａ，２９Ｂ…給電電極部分
２９ａ，２９ｂ…曲げ部
３２…筐体
３５…蓋部
３５ａ，３５ｂ…凹部
３９Ａ…給電電極
３９ｃ，３９ｄ…突起部
【図１】
2020170937.tif 000003
【図２】
2020170937.tif 000004
【図３】
2020170937.tif 000005
【図４】
2020170937.tif 000006
【図５】
2020170937.tif 000007
【図６】
2020170937.tif 000008
【図７】
2020170937.tif 000009
【図８】
2020170937.tif 000010
【図９】
2020170937.tif 000011
【図１０】
2020170937.tif 000012
【図１１】
2020170937.tif 000013
【図１２】
2020170937.tif 000014
【図１３】
2020170937.tif 000015
【図１４】
2020170937.tif 000016
【図１５】
2020170937.tif 000017
【図１６】
2020170937.tif 000018
【国際調査報告】
2020170937.tif 000019
2020170937.tif 000020
2020170937.tif 000021
2020170937.tif 000022