振动产生设备.pdf

提供一种振动产生设备，所述振动产生设备包括：壳体，具有内部空间；振动板，固定地安装在壳体中并具有盘形；压电元件，固定到振动板并具有中空的盘形；振动元件，当压电元件变形时，振动元件与振动板一起振动。

权利要求书1.  一种振动产生设备，包括：壳体，具有内部空间；振动板，固定地安装在所述壳体中并具有盘形；压电元件，固定到所述振动板并具有中空的盘形；振动元件，当所述压电元件变形时，振动元件与所述振动板一起振动。2.  根据权利要求1所述的振动产生设备，其中，所述振动元件包括：弹性构件，连接到所述振动板的边缘；安装构件，固定到所述弹性构件的中部；质量构件，固定到所述安装构件，以与所述弹性构件一起振动。3.  根据权利要求2所述的振动产生设备，其中，所述质量构件包括第一质量体，所述第一质量体固定到所述安装构件的外表面并具有硬币形状。4.  根据权利要求3所述的振动产生设备，其中，所述质量构件还包括第二质量体，所述第二质量体固定到所述安装构件的内表面并具有圆柱体形状。5.  根据权利要求4所述的振动产生设备，其中，所述第二质量体具有阻尼构件，所述阻尼构件设置在所述第二质量体的顶表面和底表面中的至少一个表面上。6.  根据权利要求2所述的振动产生设备，其中，所述弹性构件包括：环形部，固定到所述振动板；弹性变形部，从所述环形部向内延伸；盘部，连接到所述弹性变形部并且所述安装构件安置在盘部上。7.  根据权利要求1所述的振动产生设备，其中，所述壳体包括：壳，具有内部空间和敞开的下端部分；支架，与所述壳的下端部分组装并呈板状。8.  根据权利要求7所述的振动产生设备，其中，所述振动板的中部固定到所述支架的安装基座。9.  根据权利要求1所述的振动产生设备，所述振动产生设备还包括电路板，所述电路板连接到所述压电元件并且电路板的一端暴露到所述壳体的外部。10.  一种振动产生设备，包括：壳体，具有内部空间；振动板，固定到所述壳体内的安装基座，并具有盘形；压电元件，固定到所述振动板并具有中空的盘形；弹性构件，设置在所述振动板的与固定有所述压电元件的表面相对的表面上；安装构件，固定到所述弹性构件的中部；质量构件，固定到所述安装构件，以与所述弹性构件一起振动。

说明书振动产生设备
本申请要求于2013年12月30日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0167537号韩国专利申请的权益，该申请的公开内容通过引用被包含于此。
技术领域
本公开涉及一种振动产生设备。
背景技术
利用产生电磁力的原理而将电能转换为机械振动的振动产生设备已经被安装在移动电话中，从而用于通过将振动传递至移动电话来无声地通知用户接收来电。
同时，根据移动电话市场的快速增长以及向移动电话中增加多项功能的趋势，已要求移动电话的部件在具备高质量的同时结构紧凑。根据这种趋势，对于开发具有能够克服现有的振动产生设备的缺点并显著提高质量的新颖的结构的振动产生设备的需求已经增加。
此外，最近，在许多市场中，移动电话已经被采用触摸屏方案的智能电话取代。因此，设置用于在用户触摸时产生振动的振动产生设备的使用已经增加。
具体需要的在触摸触摸屏时产生的振动的性能水平如下。首先，因为在触摸触摸屏时产生的振动的量大于在接收来电时所产生的振动的量，所以应延长振动产生设备的有效运行寿命。其次，为了提高用户在触摸触摸屏时体验的振动的用户满意度，振动的响应速度应根据用户触摸触摸屏的速度而增加。
此外，压电触觉致动器已被用作能够实施这种性能的装置。这种压电触觉致动器利用逆压电效应原理，在逆压电效应原理中，在电压施加到压电元件的情况下压电元件产生位移，也就是说，允许通过产生的位移使质量体运动的原理来产生振动力。
具有上述结构的振动元件具有如下特征。允许将要获得的预定水平或更高水平的振动力的频率的带宽可以相对宽，从而可实施稳定的振动特性，并且可多样化地应用具有在预定频率范围内的高频和低频而不是单个频率的振动。此外，由于振动元件允许快速操作响应特征，因此可适用于在移动设备(诸如移动电话等)中执行触觉振动。
这种压电元件通常具有压电元件的长度大于压电元件的宽度的长方体形状。在这种情况下，由于为了确保足够的位移和振动力，压电元件的长度应该相对长，因此会增加振动产生设备的总体长度并且压电元件会容易在掉落时发生冲击而损坏。
另外，由于振动产生设备的总体形状是长方体形状，因此会增加振动产生设备的总体体积，从而在部件的小型化方面会存在问题。
【现有技术文献】
(专利文献1)第2006-0000894号韩国专利特许公开。
发明内容
本公开的一方面可提供一种振动产生设备，该振动产生设备能够被小型化并且能够增加振动量。
根据本公开的一方面，振动产生设备可包括：壳体，具有内部空间；振动板，固定地安装在所述壳体中并具有盘形；压电元件，固定到所述振动板并具有中空的盘形；振动元件，当所述压电元件变形时，振动元件与所述振动板一起振动。
所述振动元件可包括：弹性构件，连接到所述振动板的边缘；安装构件，固定到所述弹性构件的中部；质量构件，固定到所述安装构件，以与所述弹性构件一起振动。
所述质量构件可包括第一质量体，所述第一质量体固定到所述安装构件的外表面并具有硬币形状。
所述质量构件还可包括第二质量体，所述第二质量体固定到所述安装构件的内表面并具有圆柱体形状。
所述第二质量体可具有阻尼构件，所述阻尼构件设置在所述第二质量体的顶表面和底表面中的至少一个表面上。
所述弹性构件可包括：环形部，固定到所述振动板；弹性变形部，从所 述环形部向内延伸；盘部，连接到所述弹性变形部并且所述安装构件安置在盘部上。
所述壳体可包括：壳，具有内部空间和敞开的下端部分；支架，与所述壳的下端部分组装并呈板状。
所述振动板的中部可固定到所述支架的安装基座。
所述振动产生设备还可包括电路板，所述电路板连接到所述压电元件并且电路板的一端暴露到所述壳体的外部。
根据本公开的另一方面，振动产生设备可包括：壳体，具有内部空间；振动板，固定到所述壳体内的安装基座并具有盘形；压电元件，固定到振动板并具有中空的盘形；弹性构件，设置在振动板的与固定有所述压电元件的表面相对的表面上；安装构件，固定到所述弹性构件的中部；质量构件，固定到所述安装构件，以与所述弹性构件一起振动。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细的描述，本公开的上述和其他方面、特点及其他优点将会被更加清楚地理解，其中：
图1是根据本公开的示例性实施例的振动产生设备的透视图；
图2是从根据本公开的示例性实施例的振动产生设备中移除壳的振动产生设备的透视图；
图3是根据本公开的示例性实施例的振动产生设备的示意性截面图；
图4是根据本公开的示例性实施例的振动产生设备的分解透视图；
图5是示出根据本公开的示例性实施例的振动产生设备的操作的视图；
图6A和图6B是示出设置在根据本公开的示例性实施例的振动产生设备中的压电元件的变形状态的视图。
具体实施方式
现在将参照附图对本公开的示例性实施例进行详细的描述。
然而，本公开可以以许多不同的形式实施且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例以使该公开将是彻底的和完整的，并将本公开的范围完全传达给本领域的技术人员。
在附图中，为了清楚起见，可夸大元件的形状和尺寸，且相同的标号将 始终用于指示相同或相似的元件。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的振动产生设备的透视图，图2是从根据本公开的示例性实施例的振动产生设备中移除壳的振动产生设备的透视图，图3是根据本公开的示例性实施例的振动产生设备的示意性截面图，图4是根据本公开的示例性实施例的振动产生设备的分解透视图。
参照图1至图4，举例来说，根据本公开的示例性实施例的振动产生设备100可包括壳体110，振动板120，压电元件130，振动元件140和电路板180。
这里，将描述关于方向的术语。如图1中所示，高度方向指的是竖直方向。如图3中所示，径向指的是水平方向，即，从壳体110的外周表面朝向壳体110的中部的方向或从壳体110的中部朝向壳体110的外周表面的方向，并且圆周方向指的是沿着壳体110的外周表面旋转的方向。
壳体110可具有内部空间。壳体110可呈具有内部空间的硬币形状。换句话说，当从顶部观看壳体110时，壳体110可具有圆环形状。
同时，壳体110可包括：壳112，具有内部空间和敞开的下端部分；支架114，与壳112的下端部分组装并呈板状。
此外，如图3所示，壳112可设置有槽112a，电路板180通过槽112a引出。
此外，支架114可用于封闭壳112的敞开的下端部分。此外，支架114可包括安装部114a，安装基座116固定到安装部114a。安装基座116可固定地安装在安装部114a上，并可呈圆柱体形状。
作为示例，安装基座116的下端部分可设置为插入到呈槽状的安装部114a中，并可通过粘合剂固定到安装部114a。
在本示例性实施例中，安装基座116单独制造并安装在支架114的安装部114a上，然而，本公开不限于此。也就是说，安装基座116可以与支架114一体地形成。
同时，支架114可设置有沿支架114的径向延伸的延伸部114b，以使电路板180的引出到壳体110外部的一端安置在延伸部114b上。
此外，虽然在本示例性实施例中未示出，但是多个缓冲构件(未示出)可安装在壳112的内表面上，以抑制由与振动元件140接触而导致的对壳体112的损坏及噪声的产生。
缓冲构件可由能够缓解冲击的材料(例如，磁流体，橡胶等)形成。
振动板120可固定地安装在壳体110中，并可呈盘形。作为示例，振动板120的中部可固定地安装在壳体110中的安装基座116的上表面上。
同时，当压电元件130变形时，振动板120可与压电元件130一起变形，从而用于允许振动元件140振动。也就是说，振动板120可用于放大压电元件130的变形，从而将放大的变形传递到振动元件140。
此外，由于振动板的中部固定到安装基座116，因此在压电元件130变形时，振动板120的边缘可在竖直方向上变形，从而放大振动。
此外，举例来说，振动板120可由金属材料形成。此外，振动板120可由钢材形成。
压电元件130可安装在振动板120上并可呈中空的盘形。举例来说，压电元件130可具有类似圆环的形状，并可安装在振动板120的底表面上。此外，在压电元件130的中部可形成孔，使得安装基座116穿过该孔，以允许振动板120固定地安装在安装基座116上。
同时，压电元件130可设置有电极(未示出)，电施加到所述电极。此外，电极可沿水平方向形成，当电施加到压电元件130的顶表面和底表面时，可生成拉伸压缩，以使压电元件130的除了中部以外的边缘部分竖直地运动。例如，压电元件130的边缘部分的竖直位移可以是大约几微米。
这样，当电施加到压电元件130时，振动板120和压电元件130的边缘部分可以沿竖直方向运动，以使振动元件140振动。
在压电元件130变形时，振动元件140可与振动板120一起振动。为此，振动元件140可结合到振动板120的顶表面。
更具体地讲，振动元件140可包括弹性构件150、安装构件160和质量构件170。
弹性构件150可结合到振动板120的边缘部分。也就是说，弹性构件150的边缘部分可固定到振动板120并且弹性构件150的中部可固定到安装构件160。
此外，弹性构件150可用于提供弹力，以使振动元件140在压电元件130变形时可沿竖直方向振动。
同时，弹性构件150可包括：环形部152，固定到振动板120的边缘；弹性变形部154，从环形部152向内延伸；盘部156，连接到弹性变形部154， 并且安装构件160安置在盘部156上。
弹性变形部154可具有螺旋形状，并可将盘部156和环形部152彼此连接，从而弹性变形部154可在竖直方向上伸展。
举例来说，本示例性实施例中的弹性构件由片簧形成，但是本公开不限于此。也就是说，弹性构件可由螺旋弹簧形成。即，能够提供弹力的任何构件都可替换弹性构件。
举例来说，安装构件160可固定地安装在弹性构件150的盘部156的上表面上，并且安装构件160可具有类似形状的横截面。同时，安装构件160可用于固定质量构件170。
即，安装构件160可以具有类似形状的横截面，以使质量构件170可固定地安装在安装构件160的外周表面上和中空部分中。换句话说，第一质量体172可固定地安装在安装构件160的外表面上并且第二质量体174可固定地安装在安装构件160的内表面上。
此外，第一质量体172的底表面的中部可安置在安装构件160的弯曲部上。
同时，本示例性实施例中的振动元件140包括安装构件160，但是本公开不限于此。也就是说，可省略安装构件160。即，质量构件170可直接地固定到弹性构件150。
此外，举例来说，本示例性实施例中的安装构件160的横截面具有类似形状，但本公开不限于此。即，安装构件160的形状可改变。
质量构件170可包括固定地安装在安装构件160的外表面上并具有硬币形状的第一质量体172和固定地安装在安装构件160的内表面上并具有圆柱体形状的第二质量体174。
同时，第一质量体172和第二质量体174可由具有高比重的材料形成。例如，第一质量体172和第二质量体174可由诸如钨或铁的材料形成。换句话说，为了通过经增加相同体积情况下振动元件140的质量来调节共振频率而增加振动量，第一质量体172和第二质量体174可由具有高比重的材料形成。
阻尼器构件176可安装在第二质量体174的顶表面和底表面中的至少一个表面上，从而阻尼器构件176防止在产生振动或施加外部冲击时第二质量体174与壳体110和振动板120接触。
然而，因为阻尼器构件176是用于防止出现噪声和冲击的部件，所以可以省略。
此外，举例来说，本示例性实施例中的质量构件170包括第一质量体172和第二质量体174，但本公开不限于此。也就是说，质量构件170可仅由第一质量体172和第二质量体174中的一个形成。
另外，举例来说，本示例性实施例中的振动元件140包括弹性构件150、安装构件160和质量构件170，但本公开不限于此。也就是说，振动元件140的结构可改变。例如，振动元件140可仅包括弹性构件150和质量构件170，或者可仅包括由螺旋弹簧(取代片簧)形成的弹性构件150和质量构件170。
电路板180可连接到压电元件130，并且电路板180的一端可暴露到壳体110的外部。此外，电路板180的暴露到壳体110外部的一端可设置有用于连接到外部电源的连接电极182。
同时，作为示例，电路板180可具有大致圆环的形状，以对应于压电元件130。
此外，因为电路板180连接到具有相对小的变形量的压电元件130上，所以振动元件140的振动对该电路板180的影响会较小。因此，电路板180可以变得更薄。
作为示例，电路板180可以是柔性电路板。
如上所述，由于压电元件130呈盘形，所以振动产生设备100可具有硬币形状。因此，振动产生设备100可被小型化和薄化。
另外，因为由每单位体积的质量构件170所占据的体积可以通过包括第一质量体172和第二质量体174的质量构件170而增加，所以可增加振动量。
在下文中，将参照附图对根据本公开的示例性实施例的振动产生设备的操作进行描述。
图5是示出根据本公开的示例性实施例的振动产生设备的操作的视图，图6A和图6B是示出设置在根据本公开的示例性实施例的振动产生设备中的压电元件的变形状态的视图。
首先，在由电路板180供应电的情况下，压电元件130可变形。同时，如图5所示，压电元件130的电极(电施加到压电元件130的电极)可沿着水平方向形成，并且当电施加到压电元件130的顶表面和底表面时，可沿着径向方向生成拉伸压缩，同时，压电元件130的除了中部之外的边缘部分可 沿竖直方向运动(如图6A和6B所示)。
同时，这样的竖直位移的大小可大约为几微米。
当压电元件130如上所述变形时，固定有压电元件130的振动板120也可与压电元件130一起变形。此外，由于振动板120的中部固定地安装在安装底座116上，所以振动板120的边缘部分也可沿着竖直方向变形。振动板120可变形使得振动板12的变形量大于压电元件130的边缘部分的变形量。
因此，安装在振动板120的顶表面上的振动元件140可与振动板120一起振动。
更具体地讲，由于振动板120的变形而导致弹性构件150的环形部152可与振动板120一起变形，使得连接到环形部152的弹性变形部分154可沿着竖直方向振动。
然后，由于固定地安装在安装构件160上的质量构件170也与弹性构件150一起振动，所以由压电元件130的变形所产生的振动可被放大。
如上所述，振动产生设备100可通过具有盘形的压电元件130而具有硬币形状。因此，振动产生装置100可被小型化和薄化。
另外，由于每单位体积的质量构件170所占据的体积可以通过包括第一质量体172和第二质量体174的质量构件170而增加，所以可增加振动量。
如上所述，根据本公开的示例性实施例，通过具有盘形的压电元件可使振动产生设备小型化和薄化，因此可通过包括第一质量体和第二质量体的质量构件增加振动量。
虽然上文已经示出并描述了示例性实施例，但是对本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离由权利要求所限定的本公开的精神和范围情况下，可进行修改和改变。