(57)【要約】  ポンプは、ポンプ筐体と、振動板と、駆動体と、第１導電部（４１）および第１導電部（４１）と電気的に絶縁された第２導電部（４２）を有する給電板（４０）と、を備え、駆動体は、第１面と、第２面とを有し、第１導電部（４１）は、第１外部端子部（４１１）と、駆動体の第２面に電気的に接続される第１接続端子部（４１２）と、第１外部端子部および第１接続端子部（４１２）を連結する第１連結部とを含み、第２導電部（４２）は、第２外部端子部（４２１）と、第２外部端子部（４２１）と駆動体の第１面に電気的に接続される第２接続端子部（４２２）とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室を有するポンプ筐体と、
第１主面を有し、前記ポンプ室に面して配置された振動板と、
前記第１主面に設けられ、前記振動板を振動させる駆動体と、
前記ポンプ筐体からその一部が外部に露出するように設けられた第１導電部および前記第１導電部と電気的に絶縁された第２導電部を有する給電板と、を備え、
前記駆動体は、前記第１主面に向かい合う第１面と、前記第１主面とは反対側に位置する第２面とを有し、
前記第１導電部は、前記ポンプ筐体の外部に位置する第１外部端子部と、前記駆動体の前記第２面に電気的に接続される第１接続端子部と、前記第１外部端子部および前記第１接続端子部を連結する第１連結部とを含み、
前記第２導電部は、前記ポンプ筐体の外部に位置する第２外部端子部と、前記第２外部端子部と前記駆動体の前記第１面に電気的に接続される第２接続端子部とを含む、ポンプ。
【請求項２】
前記給電板は、前記第１導電部および前記第２導電部を一体に保持する保持部を含む、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記第２導電部は、前記第２外部端子部および前記第２接続端子部を連結する第２連結部を含み、
前記第１連結部および前記第２連結部は、前記保持部の外周に沿って配索された部分を含む、請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記第１連結部および前記第２連結部において、前記保持部の外周に沿って配索された部分は、前記保持部から外部に向けて伸びるはみ出し部を有する、請求項３に記載のポンプ。
【請求項５】
前記保持部は、前記駆動体が露出するように厚み方向に貫通する開口部を有し、
前記第１接続端子部は、前記開口部を規定する前記保持部の内周面から前記開口部に向けて伸びる蛇行部を有する、請求項３または４のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項６】
前記保持部は、硬化した樹脂部材によって構成されており、
前記第１連結部および前記第２連結部には、平面視した場合に前記保持部と重なる部分に貫通孔を有し、
前記硬化した樹脂部材は、前記保持部と重なる部分の表裏面を覆うとともに前記貫通孔に充填されている、請求項３から５のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項７】
前記第２導電部は、露出部を有し、前記振動板の前記第１主面に接触して導通する、請求項１に記載のポンプ。
【請求項８】
前記給電板は、前記第１導電部および前記第２導電部を一体に保持する保持部を含み、
前記露出部は、平面視した場合に、前記保持部に囲まれるように設けられている、請求項７に記載のポンプ。
【請求項９】
前記露出部は、複数設けられている、請求項７または８に記載のポンプ。
【請求項１０】
前記第１外部端子部および前記第２外部端子部は、同一平面上に設けられている、請求項１から９のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項１１】
前記振動板が位置する側とは反対側において前記給電板上に配置される補強板をさらに備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項１２】
前記振動板が位置する側とは反対側において前記給電板上に配置される補強板をさらに備え、
前記給電板は、前記第１導電部および前記第２導電部を一体に保持する保持部を含み、
前記補強板と前記保持部との線膨張係数の差は、前記振動板と前記保持部との線膨張係数とほぼ同等である、請求項１に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板の屈曲振動を利用した容積式のポンプに関し、特に、振動板を駆動する駆動体として圧電素子を利用した圧電ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、容積式のポンプの一種である圧電ポンプが知られている。圧電ポンプは、圧電素子が貼り付けられた振動板によってポンプ室の少なくとも一部が規定されてなるものであり、当該圧電素子に所定周波数の交流電圧を印加することで振動板を共振周波数で駆動し、これによりポンプ室に圧力変動を生じさせて流体の吸入および吐出を可能にするものである。【０００３】
このような圧電ポンプが開示された文献として、たとえば、特開２０１３−１４７９６５号公報（特許文献１）および国際公開第２０１６／１７５１８５号（特許文献２）が挙げられる。【０００４】
特許文献１に開示の圧電ポンプにあっては、電圧印加に応じて伸縮する中央部と、当該中央部より外側に位置し、電圧印加に応じて中央部と逆位相で伸縮する周辺部と、当該周辺部よりも外側に位置する非駆動の外周部とを有する複数の圧電体層を積層することによって構成された圧電素子が振動板に張り付けられている。【０００５】
特許文献２に開示の圧電ポンプにあっては、第１の外部端子部を有する対向板と、圧電素子が貼り付けられた振動板と、圧電素子を取り囲むように配置される絶縁板と、第２の外部端子部および圧電素子の上面に接続されることとなる接続端子を有する給電板とが、下方側から順に積層されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１４７９６５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１６／１７５１８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１においては、複数の圧電体層を所望の位置でビア接続等が必要であり、また、複数の圧電体層を積層しなければならず圧電素子の構成が複雑となる。【０００８】
特許文献２に開示の圧電ポンプにあっては、圧電素子が貼り付けられた振動板に対して、上方側に第１の外部端子部を有する給電板が配置され、下方側に第２の外部端子部を有する給電板が配置されている。圧電素子の厚さ方向に電流を流すことにより、圧電素子が駆動する構成であるため、その構成は簡素化される。【０００９】
しかしながら、第１の外部端子部と第２の外部端子部との高さ位置が相当程度異なることにより、特許文献２に開示の圧電ポンプを回路基板等に実装する際に、第１の外部端子部および第２の外部端子部と、回路基板側の端子部との接続が困難となる場合がある。第１の外部端子部と第２の外部端子部との高さが異なるため、たとえばリード線を用いて回路基板側の端子部と第１の外部端子および第２の外部端子部とを接続する場合には、圧電ポンプの駆動時に振動がリード線に伝播して異音が発生することも懸念される。【００１０】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、実装を容易に行なうことができるポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に基づくポンプは、ポンプ室を有するポンプ筐体と、第１主面を有し、上記ポンプ室に面して配置された振動板と、上記第１主面に設けられ、上記振動板を振動させる駆動体と、上記ポンプ筐体からその一部が外部に露出するように設けられた第１導電部および上記第１導電部と電気的に絶縁された第２導電部を有する給電板と、を備える。上記駆動体は、上記第１主面に向かい合う第１面と、上記第１主面とは反対側に位置する第２面とを有する。上記第１導電部は、上記ポンプ筐体の外部に位置する第１外部端子部と、上記駆動体の上記第２面に電気的に接続される第１接続端子部と、上記第１外部端子部および上記第１接続端子部を連結する第１連結部とを含む。上記第２導電部は、上記ポンプ筐体の外部に位置する第２外部端子部と、上記第２外部端子部と上記駆動体の上記第１面に電気的に接続される第２接続端子部とを含む。【００１２】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記給電板は、上記第１導電部および上記第２導電部を一体に保持する保持部を含んでいてもよい。【００１３】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第２導電部は、上記第２外部端子部および上記第２接続端子部を連結する第２連結部を含んでいてもよく、上記第１連結部および上記第２連結部は、上記保持部の外周に沿って配索された部分を含んでいてもよい。【００１４】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第１連結部および上記第２連結部において、上記保持部の外周に沿って配索された部分は、上記保持部から外部に向けて伸びるはみ出し部を有していてもよい。【００１５】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記保持部は、上記駆動体が露出するように厚み方向に貫通する開口部を有することが好ましい。この場合には、上記接続端子部は、上記開口部を規定する上記保持部の内周面から上記開口部に向けて伸びる蛇行部を有していてもよい。【００１６】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記保持部は、硬化した樹脂部材によって構成されていてもよい。この場合には、上記第１連結部および上記第２連結部は、平面視した場合に上記保持部と重なる部分に貫通孔を有することが好ましく、上記硬化した樹脂部材は、上記保持部と重なる部分の表裏面を覆うとともに上記貫通孔に充填されていることが好ましい。【００１７】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第２導電部は、露出部を有し、上記振動板の上記第１主面に接触して導通することが好ましい。【００１８】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記給電板は、上記第１導電部および上記第２導電部を一体に保持する保持部を含み、上記露出部は、平面視した場合に、上記保持部に囲まれるように設けられていることが好ましい。【００１９】
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記露出部は、複数設けられていてもよい。
上記本発明に基づくポンプにあっては、上記第１外部端子部および上記第２外部端子部は、同一平面上に設けられていることが好ましい。【００２０】
上記振動板が位置する側とは反対側において上記給電板上に配置される補強板をさらに備えていてもよい。【００２１】
上記本発明に基づくポンプは、上記振動板が位置する側とは反対側において上記給電板上に配置される補強板をさらに備えていてもよく、上記給電板は、上記第１導電部および上記第２導電部を一体に保持する保持部を含んでいてもよい。この場合には、上記補強板と上記保持部との線膨張係数の差は、上記振動板と上記保持部との線膨張係数とほぼ同等であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、実装を容易に行なうことできるポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１に係る圧電ブロアの模式断面図である。
【図２】実施の形態１に係る圧電ブロアの分解斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る振動ユニットおよび流路形成部の分解斜視図である。
【図４】図２に示す給電板を振動板側とは反対側から見た場合の斜視図である。
【図５】図２に示す給電板を振動板側から見た場合の斜視図である。
【図６】実施の形態１に係る給電板を振動板側から見た場合の平面図である。
【図７】実施の形態１に係る給電板と、振動ユニットとの電気的接続を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る圧電ブロアを回路基板に実装した状態を示す平面図ある。
【図９】実施の形態１に係る圧電ブロアを回路基板に実装した状態を示す断面図である。
【図１０】実施の形態２に係る圧電ブロアに具備される給電板を振動板側から見た場合の平面図である。
【図１１】実施の形態３に係る圧電ブロアに具備される給電板を振動板側から見た場合の平面図である。
【図１２】変形例に係る圧電ブロアの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態は、気体を吸入して吐出するポンプとしての圧電ブロアに、本発明を適用した場合を例示するものである。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２５】
（実施の形態１）
（圧電ブロア）
図１は、実施の形態１に係る圧電ブロアの模式断面図である。図２は、実施の形態１に係る圧電ブロアの分解斜視図である。図１および図２を参照して、実施の形態１に係る圧電ブロア１００について説明する。
【００２６】
図１に示すように、実施の形態１に係る圧電ブロア１００は、ポンプ筐体１と、振動ユニット３０とを備える。ポンプ筐体１は、内部に、ポンプ室２と流路部３とを有する。また、ポンプ筐体１には、吸気孔１１０と排気孔９２とを備えている。吸気孔１１０は、流路部３に連通する。排気孔９２は、ポンプ室２に連通する。
【００２７】
振動ユニット３０は、振動板３１と、駆動体としての圧電素子３２とを含む。振動板３１は、ポンプ室２に面するように配置されている。圧電素子３２は、振動板３１に貼り付けられている。圧電素子３２は、振動板３１を振動させるものである。
【００２８】
圧電素子３２に駆動電圧が印加されることにより、振動板３１が振動する。これにより、ポンプ室２に圧力変動が生じ、吸気孔１１０から吸気された気体が、流路部３およびポンプ室２を順に通って、排気孔９２から排気される。
【００２９】
（圧電ブロアの詳細な構成）
図２に示すように、圧電ブロア１００は、カバー板１０、流路形成部２０、振動ユニット３０、給電板４０、補強板５０、第２補強板６０、接合部材７０、ダイヤフラム８０、およびバルブ筐体９０を備え、これらを順に積層することで構成される。また、カバー板１０、流路形成部２０、振動ユニット３０、給電板４０、補強板５０、およびバルブ筐体９０の外壁部が積層されることにより、ポンプ筐体１が構成される。
【００３０】
なお、以下の説明においては、カバー板１０からバルブ筐体９０に向かう方向と上方向とし、バルブ筐体９０からカバー板１０に向う方向を下方向とする。
【００３１】
カバー板１０は、板状形状を有する。カバー板１０には、３つの吸気孔１１０が設けられている。３つの吸気孔１１０は、周方向に間隔を空けて配置されている。３つの吸気孔１１０は、略等間隔で配置されている。
【００３２】
図３は、実施の形態１に係る流路形成部および振動ユニットの分解斜視図である。図２および図３を参照して、流路形成部２０および振動ユニット３０について説明する。
【００３３】
図２および図３に示すように、流路形成部２０は、吸気孔１１０からポンプ室２に至るまでの流路部３を形成する。流路形成部２０は、第１流路形成部材２１および第２流路形成部材２２を含む。
【００３４】
第１流路形成部材２１には、流路孔２１１と、３つの流路孔２１０と、６つの接着剤封止孔２１３が設けられている。流路孔２１１は、円形状を有し、第１流路形成部材２１の中央部に設けられている。３つの流路孔２１０は、流路孔２１１から放射状に延在するように設けられている。
【００３５】
６つの接着剤封止孔２１３は、周方向に間隔を空けて配置されている。６つの接着剤封止孔２１３は、後述する振動板３１の枠部３１２と接続部３１３との接続位置に対向するように、周方向に沿って延在する。各接着剤封止孔２１３は、下端側がカバー板１０に覆われ、上端側が後述する第２流路形成部材２２の接着剤封止孔２２３に連通する。
【００３６】
第２流路形成部材２２には、１つの流路孔２２０と、６つの接着剤封止孔２２３とが設けられている。流路孔２２０は、第２流路形成部材２２の中央部において、第１流路形成部材２１の流路孔２１１よりも小さい径で円形状に設けられている。流路孔２２０は、流路孔２１１と上下方向に重なる位置に設けられ、流路孔２１１に連通する。
【００３７】
６つの接着剤封止孔２２３は、周方向に間隔を空けて配置されている。６つの接着剤封止孔２２３は、振動板３１の枠部３１２と接続部３１３との接続位置に対向するように、周方向に沿って延在する。各接着剤封止孔２２３は、下端側が第１流路形成部材２１の接着剤封止孔２１３に連通し、上端側が接着層（不図示）に面している。
【００３８】
接着剤封止孔２１３、２２３は、未硬化状態の接着層がポンプ室２にはみ出して振動板３１の接続部３１３に接着することを防止する。これにより、接続部３１３の振動が阻害され、製品毎に特性がばらつくことを防止することができる。
【００３９】
上記の第１流路形成部材２１の流路孔２１０の先端は、吸気孔１１０に連通する。また、当該流路孔２１０は、吸気孔１１０と連通する部分を除いて下方側からカバー板１０によって覆われるとともに、上方側から第２流路形成部材２２に覆われている。これにより、吸気孔１１０から吸気された気体は、流路孔２１０を通って流路孔２１１に向う。
【００４０】
流路孔２１１は、第２流路形成部材２２の流路孔２２０に連通している。これにより、流路孔２１１に流れた気体は、流路孔２２０に向かう。
【００４１】
ここで、第２流路形成部材２２は、後述する振動板３１と上下方向に距離を持って配置されている。このため、流路孔２２０は、当該振動板３１と第２流路形成部材２２との間の隙間および、後述する振動板３１の孔部３１５によってポンプ室２に連通する。この結果、流路孔２２０に流れた気体は、上記隙間および孔部３１５を通ってポンプ室２に流入することとなる。このように、第１流路形成部材２１および第２流路形成部材２２によって吸気孔１１０からポンプ室２に至る流路が形成される。
【００４２】
振動ユニット３０は、上述のように振動板３１および圧電素子３２を含む。振動板３１は、たとえばステンレス鋼等からなる金属製の薄板にて構成されている。振動板３１の外形は、略矩形形状を有する。振動板３１は、互いに表裏関係にある第１主面（上面）３１ａおよび第２主面（下面）３１ｂを有する。
【００４３】
振動板３１は、円板部３１１と、枠部３１２と、３つの接続部３１３とを含む。振動板３１には、円板部３１１と枠部３１２と接続部３１３とに囲まれるように複数の孔部３１５が設けられている。枠部３１２は、円板部３１１の周囲を、円板部３１１から離間した状態で囲む。
【００４４】
各接続部３１３は、円板部３１１と枠部３１２とを接続する。各接続部３１３は、概略丁字状であり、周方向に間隔を空けて配置されている。具体的には、各接続部３１３は、振動板３１の中心側の端部が円板部３１１に接続され、円板部３１１から放射方向に延び、二つに分岐して周方向に延在する。そして接続部３１３において、周方向に延在する部分は、枠部３１２側に向けて屈曲し、枠部３１２に接続される。
【００４５】
各接続部３１３が上記のような形状を有することにより、円板部３１１の縁は、上下方向（厚さ方向）に変位可能、かつ、平面方向にほとんど変位しないように、枠部３１２に支持されている。
【００４６】
圧電素子３２は、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料によって構成されている。圧電素子３２は、円板形状を有し、第１主面３１ａに向かい合う第１面３２ｂと、第１主面３１ａとは反対側に位置する第２面３２ａとを有する。
【００４７】
圧電素子３２は、導線性接着剤等によって振動板３１の第１主面３１ａに貼り付けられている。より具体的には、圧電素子３２は、円板部３１１における第１主面３１ａに貼り付けられている。
【００４８】
圧電素子３２は、交流電圧が印加されることで屈曲振動するものであり、当該圧電素子３２に生じる屈曲振動が振動板３１に伝播されることにより、振動板３１も屈曲振動することになる。これにより、ポンプ室２に圧力変動が生じる。
【００４９】
再び、図２に示すように、給電板４０は、振動板３１の第１主面３１ａ側において圧電素子３２を取り囲むように設けられる。給電板４０は、後述するようにポンプ筐体１の外部に位置する第１外部端子部４１１および第２外部端子部４２１を有する。
【００５０】
後述するように、第１外部端子部４１１は、圧電素子３２の第２面３２ａに電気的に接続されており、第２外部端子部４２１は、圧電素子３２の第１面３２ｂに電気的に接続されている。このため、第１外部端子部４１１および第２外部端子部４２１との間に電圧が印加されることにより、圧電素子３２に電圧が印加される。なお、給電板４０の詳細な構成については、図４から図６を用いて後述する。
【００５１】
補強板５０は、平面視して円形の孔部５１を有する枠状である。補強板５０は、振動板３１が位置する側とは反対側において給電板４０上に配置される。補強板５０は、後述する給電板４０の内側枠部４３２（図４参照）を取り囲むように給電板４０上に配置される。補強板５０は、たとえば金属材料によって構成されている。補強板５０を設けることにより、ポンプ筐体の剛性を確保することができる。
【００５２】
補強板５０は、振動板３１とほぼ同様の材料で構成されることが好ましい。具体的には、補強板５０と後述する給電板４０の保持部４３との線膨張係数の差は、振動板３１と保持部４３との線膨張係数の差とほぼ同等であることが好ましい。このような関係を有することにより、温度差によって給電板４０が反ること抑制することができる。
【００５３】
第２補強板６０は、補強板５０の孔部５１を覆う。第２補強板６０には、孔部５１に連通する第１孔部６１および第２孔部６２が設けられている。接合部材７０は、第２補強板６０とダイヤフラム８０とを接合する。接合部材７０は、上記第１孔部６１および第２孔部６２と連通する孔部７１を有する。
【００５４】
ダイヤフラム８０は、孔部７１に連通する孔部８１を有する。孔部８１は、バルブ筐体９０に設けられたノズル部９１の排気孔９２に連通している。
【００５５】
このように、後述する給電板４０の開口部４３４（図４参照）は、孔部５１、第１孔部６１、第２孔部６２、孔部７１、孔部８１および排気孔９２と連通することによりポンプ室２が形成されており、開口部４３４からの気体は、これら孔部を通って排気孔９２から排出される。
【００５６】
（給電板の詳細な構成）
図４は、図２に示す給電板を振動板側とは反対側から見た場合の斜視図である。図５は、図２に示す給電板を振動板側から見た場合の斜視図である。図６は、実施の形態１に係る給電板を振動板側から見た場合の平面図である。図４から図６を参照して、給電板４０の詳細な構成について説明する。
【００５７】
図４から図６に示すように、給電板４０は、第１導電部としての第１導電部材４１、第２導電部としての第２導電部材４２、および保持部４３を含む。
【００５８】
第１導電部材４１および第２導電部材４２は、ポンプ筐体からその一部が外部に向けて突出するように設けられている。すなわち、第１導電部材４１および第２導電部材４２は、ポンプ筐体からその一部が外部に露出するように設けられている。第１導電部材４１および第２導電部材４２は、互いに離間して配置されている。第１導電部材４１および第２導電部材４２は、電気的に絶縁されている。第１導電部材４１および第２導電部材４２は、たとえば、銅を含む金属片によって構成されている。なお、第１導電部材４１および第２導電部材４２は、別部材で構成される場合を例示して説明するが、これに限定されず、第１導電部材４１および第２導電部材４２は、電気的に絶縁される限り一体化されていてもよい。
【００５９】
第１導電部材４１は、第１外部端子部４１１、第１接続端子部４１２、および第１連結部４１３を含む。第１外部端子部４１１は、ポンプ筐体１の外部に位置する。第１外部端子部４１１は、第１導電部材４１のうちポンプ筐体１から外部に向けて突出する部分の先端側に設けられている。
【００６０】
第１外部端子部４１１には、表面処理が実施されていることが好ましい。たとえば、第１外部端子部４１１は、Ｓｎめっき層で被覆されていることが好ましい。これにより、後述するように、第１外部端子部４１１をはんだ実装する際に、はんだの付着性を良好にすることができる。加えて、表面処理部としてのめっき層は、保持部４３と接触していないことが好ましい。これにより、はんだ実装時にはんだと保持部４３とが接触することを防止できる。
【００６１】
第１接続端子部４１２は、圧電素子３２の第２面３２ａに電気的に接続される。具体的には、第１接続端子部４１２の先端が圧電素子３２の第２面３２ａにはんだ付けされる。第１接続端子部４１２は、表面処理が実施されていることが好ましい。たとえば、第１接続端子部４１２は、Ｓｎめっき層で被覆されていることが好ましい。これにより、はんだの付着性を良好にすることができる。
【００６２】
第１接続端子部４１２は、後述する保持部４３の開口部４３４を規定する保持部４３の内周面から開口部４３４に向けて延在する。第１接続端子部４１２は、開口部４３４に向けて伸びる蛇行部を有し、蛇行するように設けられている。これにより、接続端子部を直線状に形成する場合と比較して、第１接続端子部４１２の長さを長くすることができる。
【００６３】
第１接続端子部４１２が長くなることにより、圧電素子３２の変位によって第１接続端子部４１２の先端部に加えられて第１接続端子部４１２の基部に伝播される振動を減衰させることができる。この結果、第１接続端子部４１２の基部への負荷を軽減することができ、第１接続端子部４１２の基部の破断を抑制することができる。
【００６４】
第１連結部４１３は、第１外部端子部４１１と第１接続端子部４１２とを連結する。第１連結部４１３は、保持部４３の外周に沿って配索された部分を含む。第１連結部４１３は、平面視した場合における保持部４３の４つのコーナー部のうち１つのコーナー部に沿うように設けられている。第１連結部４１３は、略Ｌ字形状を有する。
【００６５】
第１連結部４１３において、保持部４３の外周に沿って配索された部分は、保持部４３から外部に向けて伸びるはみ出し部４１３ｃを有する。第１連結部４１３は、平面視した場合に保持部と重なる部分に貫通孔４１４を有する。
【００６６】
第２導電部材４２は、第２外部端子部４２１、第２接続端子部４２２、および第２連結部４２３を含む。第２外部端子部４２１は、ポンプ筐体１の外部に位置する。第２外部端子部４２１は、第２導電部材４２のうちポンプ筐体から外部に向けて突出する部分の先端側に設けられている。
【００６７】
第２外部端子部４２１には、表面処理が実施されていることが好ましい。たとえば、第２外部端子部４２１は、Ｓｎめっき層で被覆されていることが好ましい。これにより、後述するように、第２外部端子部４２１をはんだ実装する際に、はんだの付着性を良好にすることができる。加えて、表面処理部としてのめっき層は、保持部４３と接触していないことが好ましい。これにより、はんだ実装時にはんだと保持部４３とが接触することを防止できる。
【００６８】
第２接続端子部４２２は、第２外部端子４２１と上記圧電素子３２の第１面３２ｂに電気的に接続される。第２接続端子部４２２は、露出部４２２ａを有する。露出部４２２ａは、ポンプ筐体の内部に位置し、保持部４３から振動板３１の第１主面３１ａ側に向けて露出する。露出部４２２ａは、複数設けられている。具体的には、３つの露出部４２２ａが設けられている。３つの露出部４２２ａは、平面視した場合における保持部４３の４つのコーナー部のうち上述の第１連結部４１３が配置されていない他の３つのコーナー部の内側に配置されている。
【００６９】
露出部４２２ａは、振動板３１の第１主面３１ａに接触する。これにより、第２導電部材４２が、振動板３１によって圧電素子３２の第１面３２ｂに電気的に接続される。すなわち、露出部４２２ａが第１主面３２ｂに接触して導通して、振動板３１によって露出部４２２ａと圧電素子３２の第１面３２ｂを電気的に接続する導通経路が形成される。
【００７０】
なお、露出部４２２ａが複数設けられることにより、露出部４２２ａと振動板３１との接触をより確実に行なうことができる。
【００７１】
露出部４２２ａは、平面視した場合に、保持部４３に囲まれるように配置されている。これにより、露出部４２２ａが保持部４３の開口部４３４の内側に入り込むことを抑制することができる。露出部４２２ａが開口部４３４に入り込んだ場合には、ポンプ室７内の気体の移動によって露出部４２２ａに力が作用し、露出部４２２ａが剥離されることが起こり得る。本実施の形態においては、露出部４２２ａが開口部４３４内に入り込まないため、露出部４２２ａの剥離を抑制することができる。
【００７２】
露出部４２２ａには、表面処理がなされている。たとえば、露出部４２２ａは、Ｓｎめっき層で被覆されている。これにより、露出部４２２ａが錆びることを抑制することができる。
【００７３】
第２連結部４２３は、第２外部端子部４２１と複数の露出部４２２ａとを接続する。第２連結部４２３は、保持部４３の外周に沿って配索された部分を含む。具体的には、第２連結部４２３は、平面視した場合における保持部４３の４つのコーナー部のうち上述の第１連結部４１３が配置されていない他の３つのコーナー部を順に通過するように、保持部４３の外周に沿って延在する部分を含む。
【００７４】
第２連結部４２３において、保持部４３の外周に沿って配索された部分は、保持部４３から外部に向けて伸びるはみ出し部４２３ｃを有する。第２連結部４２３は、平面視した場合に保持部と重なる部分に貫通孔４２４を有する。
【００７５】
保持部４３は、第１導電部材４１および第２導電部材４２を一体に保持する。保持部４３は、硬化した樹脂部材によって構成されている。樹脂部材としては、絶縁性のものが用いられる。保持部４３は、第１導電部材４１および第２導電部材４２を一部が露出するようにモールドしている。
【００７６】
上述のように、第１連結部４１３および第２連結部４２３においては、保持部４３の外周に沿って配索された部分が、保持部４３から外部に向けて伸びるはみ出し部を有する。このため、射出成形を用いて第１導電部材４１、第２導電部材４２、および保持部４３を一体に成形する場合には、金型の外部ではみ出し部を支持することができる。
【００７７】
これにより、金型の内部で第１導電部材４１および第２導電部材４２を押圧するための構造を設ける必要がなく、平面視した場合に保持部４３の面積を大きくすることができる。これにより、保持部４３を安定して振動板に接合できるとともに、接合面積を大きくすることができる。
【００７８】
また、第１連結部４１３および第２連結部４２３は、平面視した場合に保持部４３と重なる部分に貫通孔４１４、４２４を有し、上記硬化した樹脂部材が、保持部４３と重なる部分の表裏面を覆うとともに上記貫通孔４１４、４２４に充填されている。これにより、第１導電部材４１および第２導電部材４２が保持部４３から脱落することを防止することができる。
【００７９】
保持部４３は、外側枠部４３１、内側枠部４３２、変位規制部４３５を含む。外側枠部４３１は、平面視して略矩形形状を有する。外側枠部４３１は、内側枠部４３２を囲むとともに、保持部４３の外形を規定する。
【００８０】
内側枠部４３２は、平面視した場合に、略円形の外形を有している。内側枠部４３２には、圧電素子３２が露出するように厚み方向に貫通する開口部４３４が設けられている。開口部４３４を規定する内側枠部４３２の内周面は、ポンプ室２の一部を構成するものである。
【００８１】
内側枠部４３２と外側枠部４３１との間には段差が設けられている。内側枠部４３２は、外側枠部４３１よりも高さ位置が高くなるように設けられている。内側枠部４３２の上面は、外側枠部４３１の上面よりも高い位置にあり、内側枠部４３２の下面は、外側枠部４３１の下面よりも高い位置にある。
【００８２】
圧電素子３２の第２面３２ａが内側枠部４３２の下面に過度に接近すると空気抵抗により振動振幅が低下してしまう。このため、実施の形態１においては、内側枠部４３２の下面が圧電素子３２から遠ざかるように設けられている。
【００８３】
内側枠部４３２は、開口部４３４に向けて突出する３つの波状部４３３を有する。各波状部４３３は、平面視して波状に連なっている。３つの波状部４３３は、周方向に４分割した領域のうち３つの領域に設けられている。
【００８４】
圧電素子３２側を向く波状部４３３の下面には、変位規制部４３５が設けられている。変位規制部４３５は、平面視して円形であり、圧電素子３２側に向けて突出している。変位規制部４３５は、衝撃加重等の作用時に圧電素子３２の第２面３２ａに接触して、振動板３１の接続部３１３に過剰な伸びが生じることを抑制する。なお、変位規制部４３５は、圧電素子３２の屈曲振動に干渉しないように設けられている。
【００８５】
図７は、実施の形態１に係る給電板と、振動ユニットとの電気的接続を示す図である。図７を参照して、給電板４０と振動ユニット３０との電気的接続について説明する。
【００８６】
図７に示すように、第１外部端子部４１１に電気的に接続された第１接続端子部４１２は、圧電素子３２の第２面３２ａに電気的に接続される。第２外部端子部４２１に電気的に接続された露出部４２２ａは、振動板３１の第１主面３１ａに接触し、振動板３１によって圧電素子３２の第１面３２ｂに電気的接続される。これにより、第１外部端子部４１１および第２外部端子部４２１に電圧を印加することにより、圧電素子３２に電圧が印加される。
【００８７】
（実装状態）
図８は、実施の形態１に係る圧電ブロアを回路基板に実装した状態を示す平面図ある。図９は、実施の形態１に係る圧電ブロアを回路基板に実装した状態を示す断面図である。図８および図９を参照して、実施の形態１に係る圧電ブロア１００の実装状態について説明する。
【００８８】
図８および図９に示すように、圧電ブロア１００は、たとえば、支持部材３００に支持された回路基板２００に実装される。回路基板２００は、圧電ブロア１００を挿入するための挿入孔２０３、ならびに第１外部端子部４１１および第２外部端子部４２１を接続するためのランド２０１、２０２を有する。ランド２０１、２０２は、支持部材３００側とは反対側に位置する回路基板２００の主面に設けられている。
【００８９】
圧電ブロア１００は、ノズル部９１が支持部材３００側を向くように挿入孔２０３に挿入された状態で、支持部材３００に装着される。この状態においては、第１外部端子部４１１および第２外部端子部４２１が、ランド２０１、２０２に対向して配置される。
【００９０】
圧電ブロア１００にあっては、第１導電部材４１および第２導電部材４２が保持部４３に一体に保持される構成であるため、第１導電部材４１および第２導電部材４２の高さ位置がばらつくことを抑制することができる。これにより、第１導電部材４１に含まれる第１外部端子部４１１および第２導電部材４２に含まれる第２外部端子部４２１の高さ位置がばらつくことを抑制することができる。このため、第１外部端子部４１１および第２外部端子部４２１をランド２０１、２０２にはんだ付けすることができる。
【００９１】
以上のように、実施の形態１に係る圧電ブロア１００にあっては、圧電素子３２の第２面３２ａに接続されることとなる第１接続端子部４１２および第１外部端子部４１１を有する第１導電部材４１と、圧電素子３２に対して振動板３１側に形成された導通経路によって圧電素子３２の第１面３２ｂに電気的に接続される露出部４２２ａおよび第２外部端子部４２１を有する第２導電部材４２とを保持部４３にて一体に保持する構成とすることにより、圧電素子３２への電圧印加を行ないつつ、第１外部端子部４１１と第２外部端子部４２１との高さ位置のばらつきを抑制することができる。これにより、上述のように、圧電ブロア１００を回路基板２００等に容易に実装することが可能となる。また、リード線を用いずに、はんだを用いて第１外部端子部４１１と第２外部端子部４２１とを回路基板に実装することにより、圧電素子３２の伸縮に伴う振動によってリード線が振動して、異音が発生することを防止できる。
【００９２】
さらに、第１外部端子部４１１と第２外部端子部４２１とを同一平面上に設けた場合には、より容易に実装を行なうことができる。
【００９３】
（実施の形態２）
図１０は、実施の形態２に係る圧電ブロアに具備される給電板を振動板側から見た場合の平面図である。図１０を参照して、実施の形態２に係る圧電ブロアについて説明する。
【００９４】
図１０に示すように、実施の形態２に係る圧電ブロアは、実施の形態１に係る圧電ブロア１００と比較した場合に、給電板４０の第１接続端子部４１２Ａの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
【００９５】
第１接続端子部４１２Ａは、直線部４１２１と、突出部４１２２とを有する。直線部４１２１は、保持部４３の開口部４３４を規定する保持部４３の内周面から開口部４３４に向けて直線的に延在する。突出部４１２２は、直線部４１２１の延在方向と交差する方向に突出する。突出部４１２２は、直線部４１２１の先端と基端との間に設けられている。
【００９６】
突出部４１２２を設けることにより、接続端子部が直線部４１２１のみで構成される場合と比較して、突出部４１２２がおもりとして作用する。これにより、圧電素子３２の変位によって第１接続端子部４１２Ａの先端部に加えられて第１接続端子部４１２Ａの基部に伝播される振動を減衰させることができる。この結果、第１接続端子部４１２Ａの基部への負荷を軽減することができ、第１接続端子部４１２Ａの基部の破断を抑制することができる。
【００９７】
以上のような構成を有する場合であっても、実施の形態２に係る圧電ブロアは、実施の形態１に係る圧電ブロアとほぼ同様の効果が得られる。
【００９８】
（実施の形態３）
図１１は、実施の形態３に係る圧電ブロアに具備される給電板を振動板側から見た場合の平面図である。図１１を参照して、実施の形態３に係る圧電ブロアについて説明する。
【００９９】
図１１に示すように、実施の形態３に係る圧電ブロアは、実施の形態１に係る圧電ブロア１００と比較した場合に、給電板４０の第１接続端子部４１２Ｂの形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。
【０１００】
第１接続端子部４１２Ｂは、基部側から先端に向かうにつれて先細る先細り形状を有する。これにより、第１接続端子部４１２Ｂの基部側の剛性を高めることができる。このため、圧電素子３２の変位によって第１接続端子部４１２Ｂの先端部に加えられて第１接続端子部４１２Ｂの基部に伝播される振動を減衰させることができる。この結果、第１接続端子部４１２Ｂの基部への負荷を軽減することができ、第１接続端子部４１２Ｂの基部の破断を抑制することができる。
【０１０１】
以上のような構成を有する場合であっても、実施の形態３に係る圧電ブロアは、実施の形態１に係る圧電ブロアとほぼ同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
（その他の変形例）
上述した実施の形態１から３に係る圧電ブロアにあっては、第２導電部材４２の露出部４２２ａが振動板３１によって圧電素子３２の第１面３２ｂに電気的に接続される場合を例示して説明したが、これに限定されない。露出部４２２ａは、圧電素子３２に対して振動板３１側に形成された導通経路によって圧電素子３２の第１面３２ｂに接続される限り、その導通経路を適宜変更することができる。たとえば、振動板３１において、圧電素子３２の第１面３２ｂの一部に対向する部分に第１の穴部が設けられており、露出部４２２ａに対向する部分に第２の穴部が設けられており、当該第１の穴部および第２の穴部を通るように配線部が設けられることで、第１面３２ｂと露出部４２２ａとが電気的に接続されてもよい。
【０１０３】
加えて、上述した実施の形態１から３においては、気体を吸入して吐出する圧電ブロアに本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、液体を吸入して吐出するポンプや、駆動体として圧電素子以外のものを利用するポンプ（ただし、当然に、振動板の屈曲振動を利用した容積式のポンプに限られる）に本発明を適用することも可能である。
【０１０４】
加えて、上述した実施の形態１から３においては、振動板３１において、圧電素子３２が貼り付けられる部分が平面視円形形状である場合を例示して説明したが、これに限定されず、圧電素子３２によって振動可能に構成される限り、平面視矩形形状であってもよいし、多角形形状であってもよい。
【０１０５】
図１２は、変形例に係る圧電ブロアの分解斜視図である。図１２に示すように、変形例に係る圧電ブロア１００Ｂにおいては、上述のように振動板３１において、圧電素子３２が貼り付けられる部分が平面視矩形状である。この場合には、圧電素子３２も矩形形状であることが好ましく、上記圧電素子３２が貼り付けられる部分の形状に応じて、複数の流路孔２１０、複数の接着剤封止孔２１３、２２３、孔部３１５、複数の接続部３１３の位置および／または形状が適宜変更される。具体的には、複数の流路孔２１０は、十字形状に形成される。複数の接着剤封止孔２１３、２２３は、圧電素子３２が貼り付けられる部分に重なる部分を離間して取り囲む矩形形状の４つの角部に配置され、Ｌ字形状に形成される。複数の接続部３１３は、圧電素子３２が貼り付けられる部分の各辺に対応する位置に設けられる。
【０１０６】
上述した実施の形態１から３および変形例に係る圧電ブロアにおいては、カバー板１０と第１流路形成部材２１および第２流路形成部材２２が別体で構成される場合を例示して説明したが、これに限定されず、これらが一体に構成されていてもよい。
【０１０７】
以上、今回発明された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  ポンプ筐体、２  ポンプ室、３  流路部、１０  カバー板、２０  流路形成部、２１，２２  流路形成部材、３０  振動ユニット、３１  振動板、３１ａ  第１主面、３２  圧電素子、３２ａ  第２面、３２ｂ  第１面、４０  給電板、４１  第１導電部材、４２  第２導電部材、４３  保持部、５０  補強板、５１  孔部、６０  第２補強板、６１  第１孔部、６２  第２孔部、７０  接合部材、７１  孔部、８０  ダイヤフラム、８１  孔部、９０  バルブ筐体、９１  ノズル部、９２  排気孔、１００  圧電ブロア、１１０  吸気孔、２００  回路基板、２０１，２０２  ランド、２０３  挿入孔、２１０，２１１  流路孔、２１３  接着剤封止孔、２２０  流路孔、２２３  接着剤封止孔、３００  支持部材、３１１  円板部、３１２  枠部、３１３  接続部、３１５  孔部、４１１  第１外部端子部、４１２，４１２Ａ，４１２Ｂ  第１接続端子部、４１３  第１連結部、４１３ｃ  はみ出し部、４１４  貫通孔、４２１  第２外部端子部、４２２  第２接続端子部、４２２ａ  露出部、４２３  第２連結部、４２３ｃ  はみ出し部、４２４  貫通孔、４３１  外側枠部、４３２  内側枠部、４３３  波状部、４３４  開口部、４３５  変位規制部、４１２１  直線部、４１２２  突出部。
【図１】
2019124029.tif 000003
【図２】
2019124029.tif 000004
【図３】
2019124029.tif 000005
【図４】
2019124029.tif 000006
【図５】
2019124029.tif 000007
【図６】
2019124029.tif 000008
【図７】
2019124029.tif 000009
【図８】
2019124029.tif 000010
【図９】
2019124029.tif 000011
【図１０】
2019124029.tif 000012
【図１１】
2019124029.tif 000013
【図１２】
2019124029.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月12日(2019.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室を有するポンプ筐体と、
第１主面を有し、前記ポンプ室に面して配置された振動板と、
前記第１主面に設けられ、前記振動板を振動させる駆動体と、
前記ポンプ筐体からその一部が外部に露出するように設けられた第１導電部および前記第１導電部と電気的に絶縁された第２導電部を有する給電板と、を備え、
前記駆動体は、前記第１主面に向かい合う第１面と、前記第１主面とは反対側に位置する第２面とを有し、
前記第１導電部は、前記ポンプ筐体の外部に位置する第１外部端子部と、前記駆動体の前記第２面に電気的に接続される第１接続端子部と、前記第１外部端子部および前記第１接続端子部を連結する第１連結部とを含み、
前記第２導電部は、前記ポンプ筐体の外部に位置する第２外部端子部と、前記第２外部端子部と前記駆動体の前記第１面に電気的に接続される第２接続端子部とを含み、
前記給電板は、前記第１導電部および前記第２導電部を一体に保持する保持部を含む、ポンプ。
【請求項２】
前記第２導電部は、前記第２外部端子部および前記第２接続端子部を連結する第２連結部を含み、
前記第１連結部および前記第２連結部は、前記保持部の外周に沿って配索された部分を含む、請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記第１連結部および前記第２連結部において、前記保持部の外周に沿って配索された部分は、前記保持部から外部に向けて伸びるはみ出し部を有する、請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記保持部は、前記駆動体が露出するように厚み方向に貫通する開口部を有し、
前記第１接続端子部は、前記開口部を規定する前記保持部の内周面から前記開口部に向けて伸びる蛇行部を有する、請求項２または３のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項５】
前記保持部は、硬化した樹脂部材によって構成されており、
前記第１連結部および前記第２連結部には、平面視した場合に前記保持部と重なる部分に貫通孔を有し、
前記硬化した樹脂部材は、前記保持部と重なる部分の表裏面を覆うとともに前記貫通孔に充填されている、請求項２から４のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項６】
前記第２導電部は、露出部を有し、前記振動板の前記第１主面に接触して導通する、請求項１に記載のポンプ。
【請求項７】
前記露出部は、平面視した場合に、前記保持部に囲まれるように設けられている、請求項６に記載のポンプ。
【請求項８】
前記露出部は、複数設けられている、請求項６または７に記載のポンプ。
【請求項９】
前記第１外部端子部および前記第２外部端子部は、同一平面上に設けられている、請求項１から８のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項１０】
前記振動板が位置する側とは反対側において前記給電板上に配置される補強板をさらに備える、請求項１から９のいずれか１項に記載のポンプ。
【請求項１１】
前記振動板が位置する側とは反対側において前記給電板上に配置される補強板をさらに備え、
前記補強板と前記保持部との線膨張係数の差は、前記振動板と前記保持部との線膨張係数とほぼ同等である、請求項１に記載のポンプ。
【国際調査報告】
2019124029.tif 000015
2019124029.tif 000016