特表 2025-505069 圧電振動器及び圧電振動器アセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-21

(54)【発明の名称】圧電振動器及び圧電振動器アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H04R 17/00 20060101AFI20250214BHJP

【ＦＩ】

H04R17/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023532302

(86)(22)【出願日】2023-03-27

(85)【翻訳文提出日】2023-05-26

(86)【国際出願番号】 CN2023083971

(87)【国際公開番号】W WO2024152448

(87)【国際公開日】2024-07-25

(31)【優先権主張番号】202310068021.6

(32)【優先日】2023-01-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】517409583

【氏名又は名称】エーエーシー マイクロテック（チャンヂョウ）カンパニー リミテッド

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．３ ｃｈａｎｇｃａｏ ｒｏａｄ， Ｈｉ－ＴＥＣＨ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｚｏｎｅ， Ｗｕｊｉｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｃｉｔｙ， Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｐ．Ｒ． Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100123674

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 亮

(74)【代理人】

【識別番号】100097559

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 浩司

(72)【発明者】

【氏名】周 卓帆

(72)【発明者】

【氏名】▲鐘▼ 文

(72)【発明者】

【氏名】徐 文▲標▼

【テーマコード（参考）】

5D004

【Ｆターム（参考）】

5D004AA01

5D004AA02

5D004BB01

5D004CD02

5D004CD04

5D004DD01

5D004FF08

(57)【要約】

【課題】本発明は、圧電振動器及び圧電振動器アセンブリを提供する。
【解決手段】前記圧電振動器は、圧電本体と、前記圧電本体の対向する両側の少なくとも一方側に支持固定された増幅ユニットとを含み、前記圧電本体は、単層又は複数層の圧電効果を備える材料で製造され、前記増幅ユニットは、弾性補強素子で構成された、前記圧電本体と同じ形状を有する扁平構造であり、前記弾性補強素子は、金属シートであり、前記圧電本体は、外部電圧を受けたときに前記圧電本体の位置する平面に平行な第１方向に沿って伸長又は縮小するとともに、前記増幅ユニットは、第２方向に沿って縮小又は伸長し、前記第１方向と前記第２方向とは、互いに垂直である。関連技術に比べて、本発明の圧電振動器及び圧電振動器アセンブリは、体積が小さく、応答が速く、共振周波数が調整可能であり、動作周波数が広くかつエネルギー変換効率が高くなる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電振動器であって、
圧電本体と、前記圧電本体の対向する両側の少なくとも一方側に支持固定された増幅ユニットとを含み、
前記圧電本体は、単層又は複数層の、圧電効果を備える材料で製造され、
前記増幅ユニットは、弾性補強素子で構成された、前記圧電本体と同じ形状を有する扁平構造であり、前記弾性補強素子は、金属シートであり、
前記圧電本体は、外部電圧を受けたときに前記圧電本体の位置する平面に平行な第１方向に沿って伸長又は縮小するとともに、前記増幅ユニットは、第２方向に沿って縮小又は伸長し、前記第１方向と前記第２方向とは、互いに垂直であることを特徴とする圧電振動器。

【請求項2】

前記圧電本体は、極性が異なりかつ積み重ねられた複数の内部電極と、前記内部電極の外周縁を取り囲んで前記内部電極に電気接続された積み重ねられた複数の圧電層と、前記圧電層の外周縁を取り囲んで前記圧電層に電気接続された外部電極とを含み、複数の前記内部電極及び複数の前記圧電層は、いずれも前記第２方向に沿って積層して構成され、複数の前記圧電層は、いずれも単層又は複数層の圧電セラミックスで製造されることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動器。

【請求項3】

前記圧電本体は、長手形又は方形又は円形を呈することを特徴とする請求項１に記載の圧電振動器。

【請求項4】

前記圧電本体は、前記第１方向に沿って分極した多層圧電セラミックスで製造されることを特徴とする請求項１に記載の圧電振動器。

【請求項5】

前記増幅ユニットは、前記圧電本体に固定された第１セグメントと、前記第１セグメントの対向する両端からそれぞれ前記圧電本体から離間して折り曲げて傾斜延在する２つの第２セグメントと、それぞれ２つの前記第２セグメントから前記第１セグメントから離間する方向へ折り曲げて延在しかつ前記圧電本体と間隔を隔てる２つの第３セグメントと、前記第１セグメントと間隔を隔てて鏡像対称をなす第４セグメントと、それぞれ前記第４セグメントから外向きに延在しかつそれぞれ２つの前記第２セグメントと間隔を隔てて鏡像対称をなす２つの第５セグメントと、それぞれ２つの前記第３セグメントに貼り合わせかつ鏡像対称をなす２つの第６セグメントとを含み、各前記第３セグメントは、対応する１つの前記第６セグメントに貼り合わせて固定されかつ前記第６セグメントと共同して前記増幅ユニットの増厚端部を構成し、前記増厚端部は、前記圧電本体に支持固定され、前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第４セグメントと前記第５セグメントとは、共同して前記扁平構造を構成することを特徴とする請求項１に記載の圧電振動器。

【請求項6】

前記増厚端部の前記第１方向に沿った長さは、前記扁平構造の前記第１方向に沿った長さの半分に等しいことを特徴とする請求項５に記載の圧電振動器。

【請求項7】

前記圧電振動器は、固定端ブロックをさらに含み、前記増厚端部は、前記固定端ブロックを介して前記圧電本体に支持接続され、前記固定端ブロックは、前記圧電本体と電気的に絶縁して設けられていることを特徴とする請求項５に記載の圧電振動器。

【請求項8】

前記増幅ユニットは、２つあり、２つの前記増幅ユニットは、それぞれ前記圧電本体の対向する両側に位置し、前記固定端ブロックは、少なくとも２つあり、各前記増幅ユニットは、いずれも１つの前記固定端ブロックを介して前記圧電本体に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の圧電振動器。

【請求項9】

前記第１セグメントは、前記圧電本体の中心位置に固定され、前記増幅ユニットは、前記第１セグメントを中心として対称構造をなし、前記圧電振動器の増幅倍数は、前記圧電本体の前記第１方向に沿った変位量と前記増幅ユニットの前記第２方向に沿った変位量との比であることを特徴とする請求項５に記載の圧電振動器。

【請求項10】

前記増幅ユニットは、長方形又は方形又は円形を呈することを特徴とする請求項５に記載の圧電振動器。

【請求項11】

前記増幅ユニットは、前記増厚端部から延在しかつ前記圧電本体のエッジに固定された固定部をさらに含み、前記増厚端部は、前記扁平構造から前記圧電本体のエッジに向けて折り曲げて傾斜延在することを特徴とする請求項５に記載の圧電振動器。

【請求項12】

前記増幅ユニットは、少なくとも１つあり、前記増幅ユニットは、前記圧電本体の一方側に位置し、前記圧電本体の他方側は、別の前記増幅ユニット又は他の緩衝増幅に用いられる実装可能な構造に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載の圧電振動器。

【請求項13】

前記増幅ユニットは、前記増厚端部から前記圧電本体のエッジに向けて折り曲げて傾斜延在する折曲部と、前記圧電本体のエッジに固定された固定部とをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の圧電振動器。

【請求項14】

前記増幅ユニットは、少なくとも１つあり、前記増幅ユニットは、前記圧電本体の一方側に位置し、前記圧電本体の他方側は、別の前記増幅ユニット又は他の緩衝増幅に用いられる実装可能な構造に接続されていることを特徴とする請求項１３に記載の圧電振動器。

【請求項15】

前記固定端ブロックは、少なくとも１つあり、前記固定端ブロックは、前記圧電本体の前記第１方向に沿った外側に固定され、２つの前記増幅ユニットにおける対応する前記増厚端部は、それぞれ前記固定端ブロックの前記第２方向に沿った対向する両端に固定され、
前記圧電振動器は、接続セグメントをさらに含み、前記接続セグメントは、前記増幅ユニットと同じ金属で製造され、前記接続セグメントは、前記固定端ブロックの前記第１方向に沿って前記圧電本体から離間する一方側に固定され、前記増幅ユニットの前記第３セグメントは、前記接続セグメントに接続されていることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動器。

【請求項16】

前記圧電振動器は、緩衝部材をさらに含み、前記緩衝部材は、２つあり、２つの前記緩衝部材は、前記第１セグメントの前記圧電本体から離間する一方側に固定されかつ前記第４セグメントと間隔を隔てて設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の圧電振動器。

【請求項17】

前記緩衝部材は、高分子ポリマーで製造されることを特徴とする請求項１６に記載の圧電振動器。

【請求項18】

前記圧電振動器は、接続セグメントをさらに含み、前記接続セグメントは、前記増幅ユニットと同じ金属で製造され、前記接続セグメントは、前記圧電本体の前記第１方向に沿った外側に固定され、２つの前記増幅ユニットにおける対応する前記第３セグメントは、それぞれ前記接続セグメントに接続されていることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動器。

【請求項19】

前記圧電振動器は、緩衝部材をさらに含み、前記緩衝部材は、２つあり、２つの前記緩衝部材は、前記第１セグメントの前記圧電本体から離間する一方側に固定されかつ前記第４セグメントと間隔を隔てて設けられていることを特徴とする請求項１８に記載の圧電振動器。

【請求項20】

前記緩衝部材は、高分子ポリマーで製造されることを特徴とする請求項１９に記載の圧電振動器。

【請求項21】

２つの前記増幅ユニットにおける対応する前記第６セグメントは、それぞれ前記第１セグメントから離間する方向に延在し、かつ固定端ブロックの前記第２方向に沿った対向する両側は、２つの前記第６セグメントの延在部分に介設されていることを特徴とする請求項１８に記載の圧電振動器。

【請求項22】

前記圧電振動器は、緩衝部材をさらに含み、前記緩衝部材は、２つあり、２つの前記緩衝部材は、前記第１セグメントの前記圧電本体から離間する一方側に固定されかつ前記第４セグメントと間隔を隔てて設けられていることを特徴とする請求項２１に記載の圧電振動器。

【請求項23】

前記緩衝部材は、高分子ポリマーで製造されることを特徴とする請求項２２に記載の圧電振動器。

【請求項24】

前記増幅ユニットは、３つあり、かつそれぞれ第１増幅ユニット、第２増幅ユニット及び第３増幅ユニットであり、３つの前記増幅ユニットは、いずれも前記圧電本体の同じ側に位置しかつ共同して三層弾性素子構造を構成し、前記第１増幅ユニットと前記第２増幅ユニットとは、並列に接続され、前記第１増幅ユニットの前記第３セグメントと前記第２増幅ユニットの前記第３セグメントとは、いずれも同一の金属シートで製造され、前記第１増幅ユニットの前記第６セグメントと前記第２増幅ユニットの前記第６セグメントとは、いずれも同一の金属シートで製造され、前記第３増幅ユニットは、前記第１増幅ユニットと前記第２増幅ユニットとの前記圧電本体から離間する一方側に積層され、前記第３増幅ユニットの前記第１セグメントと前記第１増幅ユニットの前記第６セグメントと前記第２増幅ユニットの前記第６セグメントとは、いずれも同一の金属シートで製造され、前記第３増幅ユニットの２つの前記第２セグメントは、それぞれ前記第１増幅ユニットと前記第２増幅ユニットとが互いに接続された前記第６セグメントから延在する前記第５セグメントであり、前記第３増幅ユニットの２つの前記第３セグメントは、それぞれ前記第１増幅ユニットの前記第４セグメントと前記第２増幅ユニットの前記第４セグメントであり、前記第３増幅ユニットの２つの前記第６セグメントは、それぞれ前記第１増幅ユニットの前記第４セグメントと前記第２増幅ユニットの前記第４セグメントとに貼り合わせて固定されていることを特徴とする請求項５に記載の圧電振動器。

【請求項25】

前記増幅ユニットは、２つあり、２つの前記増幅ユニットは、それぞれ前記圧電本体の対向する両側に位置することを特徴とする請求項２４に記載の圧電振動器。

【請求項26】

圧電振動器アセンブリであって、
請求項８に記載の圧電振動器を少なくとも２つ含み、２つの前記圧電振動器は、前記第２方向に沿って積層して固定され、２つの前記圧電振動器の隣接する前記増幅ユニットにおける前記第４セグメントは、貼り合わせて固定されていることを特徴とする圧電振動器アセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電振動器に関し、特に電子機器製品の分野に応用される圧電振動器及び圧電振動器アセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器製品の発展に伴い、圧電振動器は、様々な応用を実現することができ、圧電振動器は、触覚フィードバックの圧電モータとして、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、車載、タッチペン等の多くの分野に応用され、圧電振動器は、さらにスピーカの発音ユニットとして、スクリーン発音、骨伝導などの応用分野の基本電子機器に応用され、圧電振動器は、さらに圧力センサとして、外界の圧力変化を感知し、それを電圧信号に変換するために用いられる。圧電振動器は、電子機器製品の重要部品となる。

【0003】

従来技術の触覚フィードバックの圧電モータ、スピーカの発音ユニット及び圧力センサは、各々が独自の機能に基づいた構成を有する。

【0004】

しかしながら、関連技術の触覚フィードバックの圧電モータ、スピーカの発音ユニット及び圧力センサは、それぞれのデバイスによって全機のデバイスの数が多く、占用体積が大きく、コントローラーを調整する必要があることによって、各デバイスの応答が遅くなりかつ共振周波数が固定されており調整できない。

【0005】

したがって、上記問題を解決するために、新たな圧電振動器を提供する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする技術課題は、体積が小さく、応答が速く、共振周波数が調整可能であり、動作周波数が広くなりかつエネルギー変換効率が高い圧電振動器及び圧電振動器アセンブリを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記技術課題を解決するために、第１態様では、本発明は、圧電振動器を提供し、前記圧電振動器は、圧電本体と、前記圧電本体の対向する両側の少なくとも一方側に支持固定された増幅ユニットとを含み、前記圧電本体は、単層又は複数層の圧電効果を備える材料で製造され、前記増幅ユニットは、弾性補強素子で構成された、前記圧電本体と同じ形状を有する扁平構造であり、前記弾性補強素子は、金属シートであり、前記圧電本体は、外部電圧を受けたときに前記圧電本体の位置する平面に平行な第１方向に沿って伸長又は縮小するとともに、前記増幅ユニットは、第２方向に沿って縮小又は伸長し、前記第１方向と前記第２方向とは、互いに垂直である。

【0008】

好ましくは、前記圧電本体は、極性が異なりかつ積み重ねられた複数の内部電極と、前記内部電極の外周縁を取り囲んで前記内部電極に電気接続された積み重ねられた複数の圧電層と、前記圧電層の外周縁を取り囲んで前記圧電層に電気接続された外部電極とを含み、複数の前記内部電極及び複数の前記圧電層は、いずれも前記第２方向に沿って積層して構成され、複数の前記圧電層は、いずれも単層又は複数層の圧電セラミックスで製造される。

【0009】

好ましくは、前記圧電本体は、長手形又は方形又は円形を呈する。

【0010】

好ましくは、前記圧電本体は、前記第１方向に沿って分極した多層圧電セラミックスで製造される。

【0011】

好ましくは、前記増幅ユニットは、前記圧電本体に固定された第１セグメントと、前記第１セグメントの対向する両端からそれぞれ前記圧電本体から離間して折り曲げて傾斜延在する２つの第２セグメントと、それぞれ２つの前記第２セグメントから前記第１セグメントから離間する方向へ折り曲げて延在しかつ前記圧電本体と間隔を隔てる２つの第３セグメントと、前記第１セグメントと間隔を隔てて鏡像対称をなす第４セグメントと、それぞれ前記第４セグメントから外向きに延在しかつそれぞれ２つの前記第２セグメントと間隔を隔てて鏡像対称をなす２つの第５セグメントと、それぞれ２つの前記第３セグメントに貼り合わせかつ鏡像対称をなす２つの第６セグメントとを含み、各前記第３セグメントは、対応する１つの前記第６セグメントに貼り合わせて固定されかつ前記第６セグメントと共同して前記増幅ユニットの増厚端部を構成し、前記増厚端部は、前記圧電本体に支持固定され、前記第１セグメントと前記第２セグメントと前記第４セグメントと前記第５セグメントとは、共同して前記扁平構造を構成する。

【0012】

好ましくは、前記増厚端部の前記第１方向に沿った長さは、前記扁平構造の前記第１方向に沿った長さの半分に等しい。

【0013】

好ましくは、前記圧電振動器は、固定端ブロックをさらに含み、前記増厚端部は、前記固定端ブロックを介して前記圧電本体に支持接続され、前記固定端ブロックは、前記圧電本体と電気的に絶縁して設けられている。

【0014】

好ましくは、前記増幅ユニットは、２つあり、２つの前記増幅ユニットは、それぞれ前記圧電本体の対向する両側に位置し、前記固定端ブロックは、少なくとも２つあり、各前記増幅ユニットは、いずれも１つの前記固定端ブロックを介して前記圧電本体に接続されている。

【0015】

好ましくは、前記第１セグメントは、前記圧電本体の中心位置に固定され、前記増幅ユニットは、前記第１セグメントを中心として対称構造をなし、前記圧電振動器の増幅倍数は、前記圧電本体の前記第１方向に沿った変位量と前記増幅ユニットの前記第２方向に沿った変位量との比である。

【0016】

好ましくは、前記増幅ユニットは、長方形又は方形又は円形を呈する。

【0017】

好ましくは、前記増幅ユニットは、前記増厚端部から延在しかつ前記圧電本体のエッジに固定された固定部をさらに含み、前記増厚端部は、前記扁平構造から前記圧電本体のエッジに向けて折り曲げて傾斜延在する。

【0018】

好ましくは、前記増幅ユニットは、少なくとも１つあり、前記増幅ユニットは、前記圧電本体の一方側に位置し、前記圧電本体の他方側は、別の前記増幅ユニット又は他の緩衝増幅に用いられる実装可能な構造に接続されている。

【0019】

好ましくは、前記増幅ユニットは、前記増厚端部から前記圧電本体のエッジに向けて折り曲げて傾斜延在する折曲部と、前記圧電本体のエッジに固定された固定部とをさらに含む。

【0020】

好ましくは、前記増幅ユニットは、少なくとも１つあり、前記増幅ユニットは、前記圧電本体の一方側に位置し、前記圧電本体の他方側は、別の前記増幅ユニット又は他の緩衝増幅に用いられる実装可能な構造に接続されている。

【0021】

好ましくは、前記固定端ブロックは、少なくとも１つあり、前記固定端ブロックは、前記圧電本体の前記第１方向に沿った外側に固定され、２つの前記増幅ユニットの対応する前記増厚端部は、それぞれ前記固定端ブロックの前記第２方向に沿った対向する両端に固定され、前記圧電振動器は、接続セグメントをさらに含み、前記接続セグメントは、前記増幅ユニットと同じ金属で製造され、前記接続セグメントは、前記固定端ブロックの前記第１方向に沿って前記圧電本体から離間する一方側に固定され、前記増幅ユニットの前記第３セグメントは、前記接続セグメントに接続されている。

【0022】

好ましくは、前記圧電振動器は、緩衝部材をさらに含み、前記緩衝部材は、２つあり、２つの前記緩衝部材は、前記第１セグメントの前記圧電本体から離間する一方側に固定されかつ前記第４セグメントと間隔を隔てて設けられている。

【0023】

好ましくは、前記緩衝部材は、高分子ポリマーで製造される。

【0024】

好ましくは、前記圧電振動器は、接続セグメントをさらに含み、前記接続セグメントは、前記増幅ユニットと同じ金属で製造され、前記接続セグメントは、前記圧電本体の前記第１方向に沿った外側に固定され、２つの前記増幅ユニットにおける対応する前記第３セグメントは、それぞれ前記接続セグメントに接続されている。

【0025】

好ましくは、前記圧電振動器は、緩衝部材をさらに含み、前記緩衝部材は、２つあり、２つの前記緩衝部材は、前記第１セグメントの前記圧電本体から離間する一方側に固定されかつ前記第４セグメントと間隔を隔てて設けられている。

【0026】

好ましくは、前記緩衝部材は、高分子ポリマーで製造される。

【0027】

好ましくは、２つの前記増幅ユニットにおける対応する前記第６セグメントは、それぞれ前記第１セグメントから離間する方向に延在し、かつ固定端ブロックの前記第２方向に沿った対向する両側は、２つの前記第６セグメントの延在部分に介設されている。

【0028】

好ましくは、前記圧電振動器は、緩衝部材をさらに含み、前記緩衝部材は、２つあり、２つの前記緩衝部材は、前記第１セグメントの前記圧電本体から離間する一方側に固定されかつ前記第４セグメントと間隔を隔てて設けられている。

【0029】

好ましくは、前記緩衝部材は、高分子ポリマーで製造される。

【0030】

好ましくは、前記増幅ユニットは、３つあり、かつそれぞれ第１増幅ユニット、第２増幅ユニット及び第３増幅ユニットであり、３つの前記増幅ユニットは、いずれも前記圧電本体の同じ側に位置しかつ共同して三層弾性素子構造を構成し、前記第１増幅ユニットと前記第２増幅ユニットとは、並列に接続され、前記第１増幅ユニットの前記第３セグメントと前記第２増幅ユニットの前記第３セグメントとは、いずれも同一の金属シートで製造され、前記第１増幅ユニットの前記第６セグメントと前記第２増幅ユニットの前記第６セグメントとは、いずれも同一の金属シートで製造され、前記第３増幅ユニットは、前記第１増幅ユニットと前記第２増幅ユニットとの前記圧電本体から離間する一方側に積層され、前記第３増幅ユニットの前記第１セグメントと前記第１増幅ユニットの前記第６セグメントと前記第２増幅ユニットの前記第６セグメントとは、いずれも同一の金属シートで製造され、前記第３増幅ユニットの２つの前記第２セグメントは、それぞれ前記第１増幅ユニットと前記第２増幅ユニットとが互いに接続された前記第６セグメントから延在する前記第５セグメントであり、前記第３増幅ユニットの２つの前記第３セグメントは、それぞれ前記第１増幅ユニットの前記第４セグメントと前記第２増幅ユニットの前記第４セグメントであり、前記第３増幅ユニットの２つの前記第６セグメントは、それぞれ前記第１増幅ユニットの前記第４セグメントと前記第２増幅ユニットの前記第４セグメントとに貼り合わせて固定されている。

【0031】

好ましくは、前記増幅ユニットは、２つあり、２つの前記増幅ユニットは、それぞれ前記圧電本体の対向する両側に位置する。

【0032】

第２態様では、本発明は、圧電振動器アセンブリをさらに提供し、前記圧電振動器アセンブリは、少なくとも２つの前記圧電振動器を含み、２つの前記圧電振動器は、前記第２方向に沿って積層して固定され、２つの前記圧電振動器の隣接する前記増幅ユニットにおける前記第４セグメントは、貼り合わせて固定されている。

【発明の効果】

【0033】

関連技術に比べて、本発明の圧電振動器及び圧電振動器アセンブリは、圧電本体と前記圧電本体の対向する両側の少なくとも一方側に支持固定された増幅ユニットを設置し、前記圧電本体が単層又は複数層の圧電効果を備える材料で製造され、前記圧電本体が外部電圧を受けたときに、逆圧電効果により前記圧電本体が前記圧電本体の位置する平面に平行な第１方向に沿って伸長又は縮小し、それとともに前記増幅ユニットが弾性補強素子で構成され前記圧電本体と同じ形状を有する扁平構造であり、前記弾性補強素子が金属シートとすることにより、前記増幅ユニットは、第２方向に沿って縮小又は伸長するように構成され、前記第１方向と前記第２方向とは、互いに垂直であり、当該構造は、前記圧電本体の応答変位が小さい又は印加電圧が大きいという問題を改善し、それにより本発明の圧電振動器と圧電振動器アセンブリとの体積が小さく、応答が速く、共振周波数が調整可能であり、動作周波数が広くかつエネルギー変換効率が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の実施例１に係る圧電振動器の構成を示す斜視模式図である。

【図2】図１におけるＡ－Ａ線の断面図である。

【図3】本発明の実施例１に係る圧電振動器の圧電本体の構成を示す模式図である。

【図4】本発明の実施例１に係る圧電振動器の圧電本体の別の構成を示す模式図である。

【図5】本発明の実施例１に係る圧電振動器の増幅倍数の原理模式図である。

【図6】本発明の実施例１に係る圧電振動器の別の構成を示す斜視模式図である。

【図7】本発明の実施例２に係る圧電振動器の構成を示す斜視模式図である。

【図8】図７におけるＢ－Ｂ線の断面図である。

【図9】本発明の実施例２に係る圧電振動器の別の構成を示す斜視模式図である。

【図10】本発明の実施例３に係る圧電振動器の構成を示す斜視模式図である。

【図11】図１０におけるＣ－Ｃ線の断面図である。

【図12】本発明の実施例３に係る圧電振動器の別の構成を示す斜視模式図である。

【図13】本発明の実施例４に係る圧電振動器の構成を示す斜視模式図である。

【図14】本発明の実施例５に係る圧電振動器の構成を示す斜視模式図である。

【図15】本発明の実施例６に係る圧電振動器の構成を示す斜視模式図である。

【図16】本発明の実施例７に係る圧電振動器の一部の構成を示す分解斜視模式図である。

【図17】本発明の実施例８に係る圧電振動器アセンブリの構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下、図面及び実施形態を参照しながら、本発明をさらに説明する。

【0036】

（実施例１）
本発明の実施例１は、圧電振動器１００を提供する。

【0037】

同時に図１～２に示すように、具体的には、前記圧電振動器１００は、圧電本体１と、前記圧電本体１の対向する両側の少なくとも一方側に支持固定された増幅ユニット２とを含む。

【0038】

本実施例１において、前記圧電振動器１００は、固定端ブロック３をさらに含む。前記固定端ブロック３は、前記増幅ユニット２を前記圧電本体１に支持接続するために用いられる。

【0039】

前記圧電本体１は、単層又は複数層の圧電効果を備える材料で製造される。

【0040】

図３に示すように、具体的には、前記圧電本体１は、極性が異なりかつ積み重ねられた複数の内部電極１１と、前記内部電極１１の外周縁を取り囲んで前記内部電極１１に電気接続された積み重ねられた複数の圧電層１２と、前記圧電層１２の外周縁を取り囲んで前記圧電層１２に電気接続された外部電極１３とを含む。

【0041】

前記第１方向Ｘは、前記圧電本体１の長さの方向である。前記第１方向Ｘは、前記圧電本体１の位置する平面に平行である。

【0042】

複数の前記内部電極１１及び複数の前記圧電層１２は、いずれも第２方向Ｙに沿って積層して構成されている。異なる極性の前記内部電極１１は、交互に設けられ、かつそれに対応する外部電極１３に接続されている。

【0043】

前記第２方向Ｙは、前記圧電本体１の厚さの方向である。前記第１方向Ｘと前記第２方向Ｙとは、互いに垂直である。

【0044】

本実施例１において、前記圧電本体１は、単層又は多層圧電セラミックスで製造される。好ましくは、複数の前記圧電層１２は、いずれも単層又は複数層のチタン酸ジルコン酸鉛セラミックスで製造される。前記圧電本体１は、１０ｍｍ以下の第１伸縮方向を有し、１００ｍｍ以下の第２伸縮方向を有し、前記圧電本体１の厚さは、適用シーンとチタン酸ジルコン酸鉛セラミックスの層数とに応じて、適切な最適化選択を行うことができる。

【0045】

当然のことながら、これに限定されず、別の実施例において、図４に示すように、前記圧電本体１は、前記第１方向Ｘに沿って分極した多層圧電セラミックスで製造される。前記圧電本体１の変位歪み方向は、印加された電界方向と同じ次元に位置し、ｄ３３方向（圧電縦効果方向）の逆圧電効果を採用する。当該動作モードにおいて、前記圧電本体１が故障することを回避するために、ピエゾスタックに対して付勢力を加える必要がある。

【0046】

前記圧電本体１は、長手形又は方形又は円形を呈する。本実施例１において、前記圧電本体１は、方形を呈する。当然のことながら、これに限定されず、別の実施例において、図５に示すように、前記圧電本体１Ａは、長手形を呈する。

【0047】

前記増幅ユニット２は、長方形又は方形又は円形を呈する。本実施例１において、前記圧電本体１は、方形を呈し、前記増幅ユニット２は、前記圧電本体１とは異なり、円形を呈する。

【0048】

前記増幅ユニット２は、弾性補強素子で構成された、前記圧電本体１と同じ形状の扁平構造２０である。前記弾性補強素子は、金属シートである。金属シートの材料は、チタン、チタン合金、ステンレス鋼、銅及び銅合金等の金属材料を含む。前記弾性補強素子は、プレス成形されてもよく、したがって前記圧電振動器１００の製造コストが低い。

【0049】

具体的には、前記増幅ユニット２は、前記圧電本体１に固定された第１セグメント２１と、前記第１セグメント２１の対向する両端からそれぞれ前記圧電本体１から離間して折り曲げて傾斜延在する２つの第２セグメント２２と、それぞれ２つの前記第２セグメント２２から前記第１セグメント２１から離間する方向へ折り曲げて延在しかつ前記圧電本体１と間隔を隔てる２つの第３セグメント２３と、前記第１セグメント２１と間隔を隔てて鏡像対称をなす第４セグメント２４と、それぞれ前記第４セグメントから外向きに延在しかつそれぞれ２つの前記第２セグメント２２と間隔を隔てて鏡像対称をなす２つの第５セグメント２５と、２つの前記第３セグメント２３とそれぞれ貼り合わせされかつ鏡像対称をなす２つの第６セグメント２６とを含む。各前記第３セグメント２３は、対応する１つの前記第６セグメント２６に貼り合わせて固定され、かつ前記第６セグメント２６と共同して前記増幅ユニット２のセグメントの増厚端部２Ａを構成する。

【0050】

前記増厚端部２Ａは、前記圧電本体１に支持固定されている。本実施例１において、前記増厚端部２Ａは、前記固定端ブロック３を介して前記圧電本体１に支持固定されている。前記固定端ブロック３は、前記圧電本体１と電気的に絶縁して設けられている。具体的な生産製造において、前記固定端ブロック３は、接着剤による接着などの方式で前記圧電本体１の両端に接続されている。

【0051】

前記第１セグメント２１と、前記第２セグメント２２と、前記第４セグメント２４と、前記第５セグメント２５とは、共同して前記扁平構造２０を構成する。前記扁平構造２０は、前記圧電本体１の外縁に近接する端部に固定され、それにより前記圧電本体１の機械的変形を十分に利用する。前記増幅ユニット２は、三角増幅原理を採用し、前記圧電本体１の一方側の前記増幅ユニット２は、二層の前記弾性補強素子を採用し、菱形増幅のユニット構造、即ち前記扁平構造２０を構成する。

【0052】

前記第６セグメント２６は、プラットフォームを形成し、駆動する必要がある負荷、又は固定するためのベースを接続するために用いられる。前記増幅ユニット２において、菱形下部の角度は、過度に小さくすることができず、一般的に菱形上部の角度より大きく、前記増幅ユニット２の剛性は、圧電層の伸縮変位を過度に制限することを回避するために、過度に大きくすることができない。

【0053】

本実施例１において、前記増厚端部２Ａの前記第１方向Ｘに沿った長さは、前記扁平構造２０の前記第１方向Ｘに沿った長さの半分に等しい。当該構造により、扁平構造体２０は、菱形増幅のユニット構造となる。

【0054】

前記圧電本体１が外部電圧を受けたときに、逆圧電効果によって、前記圧電本体１は、前記圧電本体１の位置する平面に平行な第１方向Ｘに沿って伸長又は縮小し、即ち内部電極の電界方向に垂直であり、ｄ３１効果（圧電横効果）を採用する。かつそれとともに前記増幅ユニット２は、第２方向Ｙに沿って縮小又は伸長する。前記増幅ユニット２は、運動方向を前記第１方向Ｘから前記第２方向Ｙに変換できるだけでなく、前記圧電本体１の前記第１方向Ｘに沿った変位を増幅することができ、それにより前記圧電本体１の応答変位が小さい又は印加電圧が大きいという問題を改善する。当該構造優位性は、前記圧電本体１の圧電材料の逆圧電効果を採用することによって、電磁環境の影響を受けなく、付勢力を印加することができ、圧電材料は、伸縮モードであり、曲げモードに比べて、材料信頼性が大幅に向上する。これによって、本発明の圧電振動器１００は、体積が小さく、応答が速く、共振周波数が調整可能で、動作周波数が広く、エネルギー変換効率が高くなる。したがって、本発明の圧電振動器１００は、触覚フィードバックの圧電モータとして、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、車載、タッチペン等の多くの分野に用いられ、本発明の圧電振動器１００は、スピーカの発音ユニット、スクリーン発音、骨伝導等の応用分野の基本電子機器に用いられ、本発明の圧電振動器１００は、圧力センサとして、外界の圧力変化を感知し、それを電圧信号に変換することに用いられる。

【0055】

好ましくは、前記増幅ユニット２は、２つある。２つの前記増幅ユニット２は、それぞれ前記圧電本体１の対向する両側に位置する。当該構成は、本発明の圧電振動器１００の変位増幅比をより向上させることに寄与する。

【0056】

本実施例１において、前記第１セグメント２１は、前記圧電本体１の中心位置に固定されている。前記増幅ユニット２は、前記第１セグメント２１を中心として対称構造を呈する。当該構造によって、前記圧電本体１の横方向変位を前記増幅ユニット２の縦方向変位に変換する。図６に示すように、前記圧電振動器１００の増幅倍数は、前記圧電本体１の前記第１方向Ｘに沿った変位量と前記増幅ユニット２の前記第２方向Ｙに沿った変位量との比である。前記圧電本体１の前記第１方向Ｘに沿った変位量をΔｘ１とし、前記増幅ユニット２の前記第２方向Ｙに沿った変位量をΔｘ２としたとき、前記圧電振動器１００の増幅倍数、Δｘ２／Δｘ１という式を満たす。したがって、前記増幅ユニット２は、二層の金属ブラケットを組み合わせることにより構成することができ、全体増幅倍数は、金属ブラケットで構成される菱形の上下の２つの部分の重畳であり、それにより増幅倍数をさらに増大させる。具体的な設計において、前記増幅ユニット２の増幅倍数は、柔軟に設計することができ、それぞれ上下の金属ブラケットの開き角及び構造を変更することにより、多様な設計目標に達することができる。

【0057】

前記固定端ブロック３は、金属製である。金属製の前記固定端ブロック３は、製造成形に寄与する。

【0058】

前記固定端ブロック３は、それぞれ前記圧電本体１と前記増幅ユニット２とに接続され、かつ前記圧電本体１のエッジに位置する。前記増幅ユニット２は、前記圧電本体１の端部のエッジに接続されることで、前記圧電本体１に生じた変形を最大限に利用し、最も好ましくは、前記第６セグメント２６の延在横梁は、前記圧電本体１の面に平行であり、前記増厚端部２Ａを介して前記圧電本体１の両端に密着又は半田付けされ、増幅構造と圧電層との相対的なスリップが回避される。

【0059】

本実施例１において、前記固定端ブロック３は、少なくとも２つある。各前記増幅ユニット２は、１つの前記固定端ブロック３を介して前記圧電本体１に接続されている。

【0060】

（実施例２）
本発明の実施例２は、圧電振動器２００を提供する。

【0061】

本発明の実施例２の圧電振動器２００は、本発明の実施例１の圧電振動器１００と基本的に同じであり、本発明の実施例２の圧電振動器２００と圧電振動器１００との区別は、以下のとおりである。

【0062】

図７～８を同時に参照し、前記増幅ユニット２ａは、前記増厚端部２Ａａから前記圧電本体１ａのエッジに向けて折り曲げて傾斜延在する折曲部２Ｃａと、前記圧電本体１ａのエッジに固定された固定部２Ｂａとをさらに含む。前記固定部２Ｂａは、前記圧電本体１ａと電気的に絶縁して設けられている。

【0063】

当該構造は、平行横梁として作用する前記増厚端部２Ａａと前記増厚端部２Ａａから所定の角度で下向きに傾斜して設けられた前記折曲部２Ｃａにより、さらに前記固定部２Ｂａを設けて前記圧電本体１ａに固定され、本発明の実施例１の圧電振動器１００の前記増幅ユニット２の同様の機能を実現することができる。当然のことながら、前記増幅ユニット２ａは、前記増幅ユニット２に対して実装難易度及び性能に一定の差異を有する。

【0064】

実施例１の圧電振動器１００に対して、本実施例２における前記折曲部２Ｃａと前記固定部２Ｂａとは、共同して実施例１の圧電振動器１００の前記固定端ブロック３を構成する。

【0065】

本発明の実施例２の圧電振動器２００は、前記増幅ユニット２ａに前記圧電本体１ａと直接接続される前記折曲部２Ｃａ及び前記固定部２Ｂａが設けられることによって、実施例１の圧電振動器１００の前記固定端ブロック３の構造を単独で設ける必要がなくなり、全体的な解決手段を簡略化し、圧電振動器２００の加工及び製造に寄与する。本発明の実施例２の圧電振動器２００の構造に追加される前記折曲部２Ｃａは一定の変形が存在し、その変位増幅性能が本発明の実施例１の圧電振動器１００に劣る。

【0066】

本実施例２において、前記増幅ユニット２ａは、少なくとも１つあり、前記増幅ユニット２ａは、前記圧電本体１ａの一方側に位置し、前記圧電本体１ａの他方側は、前記圧電本体１ａと同じ形状の構造を設けるために用いられる。前記圧電本体１ａの他方側は、別の前記増幅ユニット２ａ又は他の緩衝増幅に用いられる実装可能な構造に接続され、すなわち、前記圧電本体１ａの他方側に設けられた構造は、実際の設計の必要に応じて他の構造を採用することができ、例えば、別の前記増幅ユニット２ａは、必要に応じて他の実装可能な構造を採用することができる。

【0067】

別の実施例において、図９に示すように、前記圧電本体１Ａａは、長手形を呈する。

【0068】

（実施例３）
本発明の実施例３は、圧電振動器３００を提供する。

【0069】

本発明の実施例３の圧電振動器３００は、本発明の実施例１の圧電振動器１００と基本的に同じであり、本発明の実施例３の圧電振動器３００と実施例１の圧電振動器１００との区別は、以下のとおりである。

【0070】

図１０～１１を同時に参照し、前記増幅ユニット２ｂは、前記増厚端部２Ａｂから延在しかつ前記圧電本体１ｂのエッジに固定された固定部２Ｂｂをさらに含む。前記増厚端部２Ａｂは、前記扁平構造２０ｂから前記圧電本体１ｂのエッジに向けて折り曲げて傾斜延在する。前記固定部２Ｂｂは、前記圧電本体１ｂと電気的に絶縁して設けられている。

【0071】

実施例１の圧電振動器１００に対して、本実施例３における前記固定部２Ｂｂは、実施例１の圧電振動器１００の前記固定端ブロック３とする。

【0072】

本発明の実施例３の圧電振動器３００は、前記増幅ユニット２ｂにおいて前記圧電本体１ｂに直接接続される固定部２Ｂｂが設けられることによって、実施例１の圧電振動器１００の前記固定端ブロック３の構造を単独で設ける必要がなくなり、全体的な解決手段を簡略化し、圧電振動器３００の加工及び製造に寄与する。ただし、当該構造では、傾斜したカンチレバー、すなわち傾斜した前記増厚端部２Ａｂを介して前記圧電本体１ｂへの接続を図るようになり、傾斜した前記増厚端部２Ａｂの長さを変更することで増幅構造全体の増幅倍数を調整することができ、かつ前記増厚端部２Ａｂは、カンチレバーとして一定の変形が存在するため、その変位増幅性能は、それぞれ本発明の実施例１の圧電振動器１００及び実施例２の圧電振動器２００に劣る。

【0073】

本実施例３において、前記増幅ユニット２ｂは、少なくとも１つあり、前記増幅ユニット２ｂは、前記圧電本体１ｂの一方側に位置し、前記圧電本体１ａの他方側は、前記圧電本体１ｂと同じ形状の構造を設けるために用いられる。前記圧電本体１ｂの他方側は、別の前記増幅ユニット２ｂ又は他の緩衝増幅に用いられる実装可能な構造に接続され、すなわち、前記圧電本体１ｂの他方側に設けられた構造は、実際の設計の必要に応じて別の構造を採用することができ、例えば、別の前記増幅ユニット２ｂは、必要に応じて別の実装可能な構造を採用することができる。

【0074】

別の実施例において、図１２に示すように、前記圧電本体１Ａｂは、長手形を呈する。

【0075】

（実施例４）
本発明の実施例４は、圧電振動器４００を提供する。

【0076】

本発明の実施例４の圧電振動器４００は、本発明の実施例１の圧電振動器１００と基本的に同じであり、本発明の実施例４の圧電振動器４００と実施例１の圧電振動器１００との区別は、以下のとおりである。

【0077】

図１３に示すように、具体的には、前記固定端ブロック３ｃは、少なくとも１つある。前記固定端ブロック３ｃは、前記圧電本体１ｃの前記第１方向Ｘｃに沿った外側に固定されている。２つの前記増幅ユニット２ｃにおける対応する前記増厚端部２Ａｃは、それぞれ前記固定端ブロック３ｃの前記第２方向Ｙｃに沿った対向する両側に固定されている。

【0078】

前記圧電振動器４００は、接続セグメント４ｃをさらに含む。前記接続セグメント４ｃは、前記増幅ユニット２ｃと同じ金属で製造される。前記接続セグメント４ｃは、前記固定端ブロック３ｃの前記第１方向Ｘｃに沿って前記圧電本体１ｃから離間する一方側に固定されている。前記増幅ユニット２ｃの前記第３セグメント２３ｃは、前記接続セグメント４ｃに接続されている。前記圧電振動器４００の構造は、前記圧電本体１ｃの両側の前記固定端ブロック３ｃが全体的に設計され、前記増幅ユニット２ｃの前記第３セグメント２３ｃが前記接続セグメント４ｃと一体で成形可能であり、それにより前記圧電振動器４００の信頼性を向上させることができる。

【0079】

前記圧電振動器４００の端部は、前記接続セグメント４ｃと１つの前記固定端ブロック３ｃとが一体となる構造の設計を採用することによって、上下全体の剛性体を実現し、前記圧電振動器４００の外側は、前記接続セグメント４ｃを介して前記第３セグメント２３ｃに溶接され、より高い強度の支持を提供する。

【0080】

前記圧電本体１ｃと前記固定端ブロック３ｃは、付勢力で接続され、前記圧電本体１ｃは、引張力を受けずに圧力のみを受けて、接着剤による接続の強度が不十分であるという問題が回避され、又は単に補助位置決めの手段とし、それにより前記圧電振動器４００の信頼性を向上させる。

【0081】

前記圧電振動器４００の構造において、２つの前記増幅ユニット２ｃは、さらに完全な弾性増幅フレームを構成し、まず全体組立が完了した後、前記圧電本体１ｃを位置決めして付勢し、全体組立工程を簡略化して、前記圧電振動器４００を製造しやすくする。

【0082】

前記増幅ユニット２ｃの増幅倍数を向上させるために、本発明の実施例４の圧電振動器４００は、本発明の実施例１の圧電振動器１００と構造的に同じであり、前記増幅ユニット２ｃは、２つある。２つの前記増幅ユニット２ｃは、それぞれ前記圧電本体１ｃの対向する両側に位置する。

【0083】

本実施例４において、前記圧電振動器４００は、緩衝部材５ｃをさらに含む。前記緩衝材５ｃは、２つある。２つの前記緩衝部材５ｃは、前記第１セグメント２１ｃの前記圧電本体１ｃから離間する一方側に固定されかつ前記第４セグメント２４ｃと間隔を隔てて設けられている。

【0084】

前記緩衝材５ｃは、高分子ポリマーで製造される。好ましくは、前記緩衝部材５ｃは、フォーム又はゴムなどの高分子ポリマーで製造される。本実施例４において、前記緩衝部材５ｃは、フォームで製造される。フォームを緩衝作用として採用する前記緩衝部材５ｃは、構造が崩壊することを防止し、前記緩衝部材５ｃは、位置規制及び緩衝構造とすることができ、前記圧電振動器４００が過大な圧力を受けて構造が破壊されたり過度な押圧によって構造が無効されたりすることを回避して、前記圧電振動器４００の信頼性を向上させることができる。

【0085】

（実施例５）
本発明の実施例５は、圧電振動器５００を提供する。

【0086】

本発明の実施例５の圧電振動器５００は、本発明の実施例１の圧電振動器１００と基本的に同じであり、本発明の実施例５の圧電振動器５００と実施例１の圧電振動器１００との区別は、以下のとおりである。

【0087】

図１４に示すように、具体的には、前記圧電振動器５００は、接続セグメント４ｄをさらに含む。前記接続セグメント４ｄは、前記増幅ユニット２ｄと同じ金属で製造される。前記接続セグメント４ｄは、前記圧電本体１ｄの前記第１方向Ｘｄに沿った外側に固定されている。２つの前記増幅ユニット２ｄにおける対応する前記第３セグメント２３ｄは、それぞれ前記接続セグメント４ｄに接続されている。

【0088】

前記固定端ブロック３ｄは、少なくとも１つある。前記固定端ブロック３ｄは、前記接続セグメント４ｄの前記第１方向Ｘｄに沿って前記圧電本体１ｄから離間する一方側に固定されている。前記圧電振動器５００の構造は、前記固定端ブロック３ｄが前記圧電本体１ｄと前記増幅ユニット２ｄとの最も外側に配置されている。

【0089】

前記圧電振動器５００は、前記固定端ブロック３ｄを前記接続セグメント４ｄの端部に溶接する構造の設計によって、上下全体の剛性体を実現し、内側が前記接続セグメント４ｄを介して前記第３セグメント２３ｄに溶接されることによって、より高い強度の支持を提供し、それにより圧電振動器５００の信頼性を向上させる。

【0090】

前記圧電本体１ｄと前記固定端ブロック３ｄとは、付勢力で接続され、前記圧電本体１ｄは、引張力を受けずに圧力のみを受けるため、接着剤による接続の強度が不十分であるという問題が回避され、又は単に補助位置決めの手段とし、それにより前記圧電振動器５００の信頼性を向上させる。

【0091】

前記圧電振動器５００の構造において、２つの前記増幅ユニット２ｄは、さらに完全な弾性増幅フレームを構成し、まず全体組立が完了した後、前記圧電本体１ｄを位置決めして付勢することが可能となり、全体組立工程を簡略化し、それにより前記圧電振動器５００を製造しやすくする。

【0092】

前記増幅ユニット２ｄの増幅倍数を向上させるために、本発明の実施例５の圧電振動器５００は、本発明の実施例１の圧電振動器１００と構造的に同じであり、前記増幅ユニット２ｄは、２つある。２つの前記増幅ユニット２ｄは、それぞれ前記圧電本体１ｄの対向する両側に位置する。

【0093】

本実施例５において、前記圧電振動器１００は、緩衝部材５ｄをさらに含む。前記緩衝材５ｄは、２つある。２つの前記緩衝部材５ｄは、前記第１セグメント２１ｄの前記圧電本体１ｄから離間する一方側に固定され、かつ前記第４セグメント２４ｄと間隔を隔てて設けられている。

【0094】

前記緩衝材５ｄは、高分子ポリマーで製造される。好ましくは、前記緩衝部材５ｄは、フォーム又はゴムなどの高分子ポリマーで製造される。本実施例５において、前記緩衝部材５ｄは、フォームで製造される。フォームを緩衝作用として採用する前記緩衝部材５ｄは、構造が崩壊することを防止し、前記緩衝部材５ｄは、位置規制及び緩衝構造とすることができ、前記圧電振動器５００が過大な圧力を受けて構造が破壊されたり過度な押圧によって構造が無効にされたりすることを回避し、それにより前記圧電振動器５００の信頼性を向上させる。

【0095】

（実施例６）
本発明の実施例６は、圧電振動器６００を提供する。

【0096】

本発明の実施例６の圧電振動器６００は、本発明の実施例５の圧電振動器５００と基本的に同じであり、本発明の実施例６の圧電振動器６００と実施例５の圧電振動器５００との区別は、以下のとおりである。

【0097】

図１５に示すように、具体的には、２つの前記増幅ユニット２ｆにおける対応する前記第６セグメント２６ｆは、それぞれ前記第１セグメント２１ｆから離間する方向に延在し、かつ固定端ブロック３ｆの前記第２方向Ｙｆに対向する両側は、２つの前記第６セグメント２６ｆの延在部に介設されている。前記圧電振動器６００の構造は、前記増幅ユニット２ｆと固定端ブロック３ｆとの接続方式が直角被覆モードである。

【0098】

前記圧電振動器６００は、前記固定端ブロック３ｆを前記接続セグメント４ｆの端部に溶接する構造の設計によって、上下全体の剛性体を実現し、上下全体の剛性体を実現し、内側が前記接続セグメント４ｄを介して前記第３セグメント２３ｆに溶接されることによって、より高い強度の支持を提供し、それにより圧電振動器６００の信頼性を向上させる

【0099】

前記圧電本体１ｆと前記固定端ブロック３ｆとは、付勢力で接続され、前記圧電本体１ｆは、引張力を受けずに圧力のみを受けるため、接着剤による接続の強度が不十分であるという問題が回避され、又は単に補助位置決めの手段とし、それにより前記圧電振動器６００の信頼性を向上させる。

【0100】

前記圧電振動器６００の構造において、２つの前記増幅ユニット２ｆは、さらに完全な弾性増幅フレームを構成し、まず全体組立が完了した後、前記圧電本体１ｆを位置決めして付勢することが可能となり、全体組立工程を簡略化し、それにより前記圧電振動器６００を製造しやすくする。

【0101】

本実施例６において、前記圧電振動器６００は、緩衝部材５ｆをさらに含む。前記緩衝材５ｆは、２つある。２つの前記緩衝部材５ｆは、前記第１セグメント２１ｆの前記圧電本体１ｆから離間する一方側に固定されかつ前記第４部分２４ｆと間隔を隔てて設けられている。

【0102】

前記緩衝材５ｆは、高分子ポリマーで製造される。好ましくは、前記緩衝部材５ｆは、フォーム又はゴムなどの高分子ポリマーで製造される。本実施例６において、前記緩衝部材５ｆは、フォームで製造される。フォームを緩衝作用として採用する前記緩衝部材５ｆは、構造が崩壊することを防止し、前記緩衝部材５ｆは、位置規制及び緩衝構造とすることができ、前記圧電振動器６００が過大な圧力を受けて構造が破壊されたり過度な押圧によって構造が無効にされたりすることを回避し、それにより前記圧電振動器６００の信頼性を向上させる。

【0103】

（実施例７）
本発明の実施例７は、圧電振動器７００を提供する。

【0104】

本発明の実施例７の圧電振動器７００は、本発明の実施例１の圧電振動器１００と基本的に同じであり、本発明の実施例７の圧電振動器７００と実施例１の圧電振動器１００との区別は、以下のとおりである。

【0105】

図１６に示すように、具体的には、前記増幅ユニット２ｈは、３つあり、かつそれぞれ第１増幅ユニット２０１ｈ、第２増幅ユニット２０２ｈ及び第３増幅ユニット２０３ｈであり、３つの前記増幅ユニット２ｈは、いずれも前記圧電本体１ｈの同じ側に位置するとともに、共同して三層弾性素子構造を構成し、前記第１増幅ユニット２０１ｈと前記第２増幅ユニット２０２ｈとは、並列に接続され、前記第１増幅ユニット２０１ｈの前記第３セグメント２３ｈ１と前記第２増幅ユニット２０２ｈの前記第３セグメント２３ｈ２とは、いずれも同一の金属シートで製造され、前記第１増幅ユニット２０１ｈの前記第６セグメント２６ｈ１と前記第２増幅ユニット２０２ｈの前記第６セグメント２６ｈ２とは、いずれも同一の金属シートで製造される、前記第３増幅ユニット２０３ｈは、前記第１増幅ユニット２０１ｈ及び前記第２増幅ユニット２０２ｈの前記圧電本体１ｈから離間する一方側に積層され、前記第３増幅ユニット２０３ｈの前記第１セグメント２１ｈ３と前記第１増幅ユニット２０１ｈの前記第６セグメント２６ｈ１と前記第２増幅ユニット２０２ｈの前記第６セグメント２６ｈ２とは、いずれも同一の金属シートで製造され、前記第３増幅ユニット２０３ｈの２つの前記第２セグメント２２ｈ３は、それぞれ前記第１増幅ユニット２０１ｈと前記第２増幅ユニット２０２ｈと互いに接続された前記第６セグメント２６ｈ１から延在した前記第５セグメント２５ｈ１であり、前記第３増幅ユニット２０３ｈの２つの前記第３セグメント２３ｈ３は、それぞれ前記第１増幅ユニット２０１ｈの前記第４セグメント２４ｈ１と前記第２増幅ユニット２０２ｈの前記第４セグメント２４ｈ２であり、前記第３増幅ユニット２０３ｈの２つの前記第６セグメント２６ｈ３は、それぞれ前記第１増幅ユニット２０１ｈの前記第４セグメント２４ｈ１と前記第２増幅ユニット２０２ｈの前記第４セグメント２４ｈ２に貼り合わせて固定される。前記圧電振動器７００の構造全体の前記増幅ユニット２ｈは、三層弾性素子構造設計を採用し、変位増幅倍数をさらに向上させることができる。前記三層弾性素子構造は、同一の前記圧電本体１ｈにおいて、二層の菱形増幅構造の並列分布に基づいて、その上に第３層の前記弾性補強素子を設けることができ、それにより多層増幅構造を構成する。前記三層弾性素子構造において、より大きな変位増幅倍数が備えられ、三層の前記弾性補強素子の増幅倍数の総和となる。

【0106】

本実施例７において、前記三層弾性素子構造は、一体式設計、および、付勢に基づく接着剤なし固定の組み立て組み合わせ方式を行うことができる。

【0107】

前記増幅ユニット２ｈの増幅倍数を向上させるために、本発明の実施例７の圧電振動器７００は、本発明の実施例１の圧電振動器１００と構造的に同じであり、前記増幅ユニット２ｈは、２つあり、２つの前記増幅ユニット２ｈは、それぞれ前記圧電本体１ｈの対向する両側に位置する。

【0108】

（実施例８）
本発明の実施例８は、圧電振動器アセンブリ８００を提供する。

【0109】

前記圧電振動器アセンブリ８００は、少なくとも２つの前記圧電振動器１００、２つの前記圧電振動器２００、２つの前記圧電振動器３００、２つの前記圧電振動器４００、２つの前記圧電振動器５００、２つの前記圧電振動器６００及び２つの前記圧電振動器７００のうちのいずれか１つを含む。圧電振動器アセンブリ８００の利点は、圧電モータの強度を向上させることにある。

【0110】

図１７に示すように、本実施例８において、前記圧電振動器アセンブリ８００は、少なくとも２つの前記圧電振動器１００を含む。２つの前記圧電振動器１００は、前記第２方向Ｙｇに沿って積層して固定されている。２つの前記圧電振動器１００の隣接する前記増幅ユニット２ｇにおける前記第４セグメント２４ｇは、貼り合わせて固定されている。

【0111】

２つの前記圧電振動器１００は、重畳するときに、圧電変位を最大限に増幅することができ、全体増幅倍数は、両者の増幅倍数の積である。

【0112】

２つの前記圧電振動器１００は、重畳するときに、前記増幅ユニット２ｇを中間部分に溶接又は接着すればよい。

【0113】

関連技術に比べて、本発明の圧電振動器及び圧電振動器アセンブリは、圧電本体と前記圧電本体の対向する両側の少なくとも一方側に支持固定された増幅ユニットとを設け、前記圧電本体が単層又は複数層の圧電効果を備える材料で製造され、前記圧電本体が外部電圧を受けたときに、逆圧電効果によって前記圧電本体が前記圧電本体の位置する平面に平行な第１方向に沿って伸長又は縮小し、それとともに前記増幅ユニットが弾性補強素子で構成され前記圧電本体と同じ形状を有する扁平構造であり、前記弾性補強素子が金属シートであることによって、前記増幅ユニットは、第２方向に沿って縮小又は伸長し、前記第１方向と前記第２方向とは互いに垂直であり、当該構造によれば、前記圧電本体の応答変位が小さい又は印加電圧が大きいという問題を改善し、それにより本発明の圧電振動器と圧電振動器アセンブリとの体積が小さく、応答が速く、共振周波数が調整可能であり、動作周波数が広くかつエネルギー変換効率が高くなる。

【0114】

以上は本発明の実施例だけであり、本発明の特許範囲を限定するものではなく、本発明の明細書及び図面内容を利用して行われた等価構造又は等価フロー変換、又は別の関連する技術分野に直接的又は間接的に適用することは、いずれも同様に本発明の特許保護範囲内に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】