等。只要施加大致一樣的電場，在第i個壓電元件發(fā)生的電場強度E和Si成比例，基于Si，第i個壓電元件的伸縮量為Ai，則Δ I=-Δ 4，Δ 2=-Δ3，I Δ1|> Δ2|，Α3|< Λ 4|。即，最外側(cè)的第一電壓元件32、第四壓電元件38的伸縮量最大(但是方向互逆)，內(nèi)側(cè)的第二壓電元件34、第三壓電元件36的伸縮量小(但是方向互逆)。
[0022]圖2示出了本實用新型所涉及的疊層型壓電元件的伸縮效果說明圖。從圖中可以看出，壓電元件32?38流暢的連續(xù)收縮，壓電元件間的變形應(yīng)力小。理想的情況是△ 1、Δ 2、Δ 3、Δ 4成等差數(shù)列。為了達到這種情況，S1、S2、S3、S4也呈等差數(shù)列。
[0023]上述實施例中是以四個壓電元件為例進行說明(N=4)。當N取其他值時，Si和Δ i可以進行同樣設(shè)計，以便使壓電元件流暢連續(xù)收縮。當壓電元件直接產(chǎn)生的變形應(yīng)力變小時，會發(fā)生較大振動。
[0024]圖3示出了本實用新型所涉及的疊層型壓電元件的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，壓電元件的個數(shù)N為奇數(shù)，以N=5為例進行說明。所述疊層型壓電元件包括五個壓電元件，相較于圖1所示的疊層型壓電元件而言，本實施例中的疊層型壓電元件在所述第二壓電元件34以及第三壓電元件36之間設(shè)置了第五壓電元件3x(按照上下排列順序而言，所述第五個壓電元件3x為第三個)。本實施例中設(shè)有六個電極，具體是在所述第一壓電元件32的上表面、各壓電元件之間以及第四壓電元件38的下表面均設(shè)有電極，其中所述第一壓電元件32的上表面設(shè)有第一電極31，第一壓電元件32和第二壓電元件34之間設(shè)有第二電極33，第二壓電元件34和第五壓電元件3x之間設(shè)有第六電極35a，第五壓電元件3x和第三壓電元件36之間設(shè)有第七電極35b，第三壓電元件36和第四壓電元件38之間設(shè)有第四電極37，所述第四壓電元件38的下表面設(shè)有第五電極39。
[0025]通過施電單元40給第一電極31、第二電極33、第四電極37以及第五電極39連接和實施例1相同的電位，給第六電極35a和第七電極35b連接與實施例1中第三電極35相同的電位。這樣就使第一壓電元件32、第二壓電元件34、第三壓電元件36以及第四壓電元件38產(chǎn)生了與實施例1中相同的變位。因為沒有給第五壓電元件3x施加電壓，則該壓電元件不產(chǎn)生變位。本實施例中的第五壓電元件3x可由其他結(jié)構(gòu)代替，只要該結(jié)構(gòu)具有的柔軟性可以隨著壓電元件32、34、36、38伸縮且不妨礙疊層型壓電元件30變形即可。
[0026]第i 個壓電元件的伸縮量 Ai 為 Δ1=-Δ4，Δ2=_Δ3，Δ5=0，Δ I |> Δ2|，Α3|<
Δ 4 I。理想的情況是Δ1、Δ2、Δ5、Δ3、Δ 4呈等差數(shù)列。
[0027]圖4示出了包含本實用新型所涉及的疊層型壓電元件的揚聲器的結(jié)構(gòu)示意圖。揚聲器I是把電信號轉(zhuǎn)變成物理振動進而產(chǎn)生聲音的裝置，其包括框架10以及疊層型壓電元件30。所述框架10可采用金屬、樹脂等材料制成，并形成具有一定厚度的筒狀。所述疊層型壓電元件30由框架10支撐。疊層型壓電元件30可以通過自行振動發(fā)出音壓(通過空氣傳遞音壓)。本實施例中的揚聲器I可以不使用振動板，通過自行振動的疊層型壓電元件30來達到發(fā)聲的效果。因此不存在因振動板的頻率特性帶來的音質(zhì)惡化和指向性的問題。
[0028]本實用新型所涉及的疊層型壓電元件在各壓電元件之間相互產(chǎn)生的變形應(yīng)力小，能夠發(fā)生自然彎曲變位。
【主權(quán)項】
1.一種疊層型壓電元件，其特征在于:包括若干等厚度的壓電元件，各壓電元件沿著同一個軸疊壓，第一個壓電元件的上表面、各壓電元件之間以及最后一個壓電元件的下表面均設(shè)有電極，所述各壓電元件和各電極之間用粘合劑接合或者用真空接合的方式進行連接，所述電極分別與施電單元相連接;設(shè)壓電元件的個數(shù)為N，第i壓電元件與設(shè)置于該壓電元件上下表面的兩個電極的接觸面積為Si，當N為偶數(shù)時，則SOS2VASnZ2，且SCSn-O…〉SN/2+1，并且所述施電單元對第奇數(shù)個電極施加第一電位，對第偶數(shù)個電極施加第二電位;當N為奇數(shù)時，則Sl>S2>‘">S(N-1)/2，且Sn>Sn-l>‘">S(N+l)/2，并且所述施電單兀對中間位置的壓電元件兩側(cè)的電極施加第一電位，中間位置依次以上的壓電元件的上表面的電極交替施加第二電位和第一電位；中間位置依次以下的壓電元件的下表面的電極交替施加第二電位和第一電位。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層型壓電元件，其特征在于:相鄰的壓電元件的變位量之差為常數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疊層型壓電元件，其特征在于:除去配置在外層的電極，其余電極中設(shè)有開口。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的疊層型壓電元件，其特征在于:所述開口的大小以及數(shù)量根據(jù)需求設(shè)置。
【專利摘要】本實用新型提出一種疊層型壓電元件，包括若干疊壓在一起的壓電元件，第一個壓電元件上表面、各壓電元件間及最后一個壓電元件下表面均設(shè)有電極，各電極分別與施電單元相連接；設(shè)壓電元件為N個，第i壓電元件與該壓電元件兩側(cè)電極的接觸面積為Si，N為偶數(shù)時，S1>S2>…>SN/2且SN>SN-1>…>SN/2+1，且對第奇數(shù)個電極施加第一電位，對第偶數(shù)個電極施加第二電位；N為奇數(shù)時，S1>S2>…>S（N-1）/2且SN>SN-1>…>S（N+1）/2，且對中間位置的壓電元件兩側(cè)的電極施加第一電位，中間位置依次以上的壓電元件上表面的電極交替施加第二電位和第一電位；中間位置依次以下的壓電元件下表面的電極交替施加第二電位和第一電位。上述疊層型壓電元件在各壓電元件之間相互產(chǎn)生的變形應(yīng)力小，能發(fā)生自然彎曲變位。
【IPC分類】H01L41/083
【公開號】CN205211794
【申請?zhí)枴緾N201521058832
【發(fā)明人】高峰
【申請人】山東億諾賽歐電子科技有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月18日