(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子が取り付けられた振動板と、その振動板の周縁を挟持する一対の金属製のリングと、その一方の金属製のリングが嵌合する溝が形成された合成樹脂製の上ケースおよびその他方の金属製のリングが嵌合する溝が形成された合成樹脂製の下ケースとからなり、その上ケースと下ケースにそれぞれ金属製のリングを嵌め込んだ状態で上ケースと下ケースを接合するようにした圧電型アクチュエータであって、その金属製のリングのうちの一方に外方に突出する電極部を一体的に形成し、その電極部を前記上ケースと下ケースによって形成されるケースの外部に引き出す切欠部または穴をケース側に設けて、ケース外部に引き出された電極部にアース用のリードを接続したことを特徴とする圧電型アクチュエータ。
【請求項２】
ケースを密閉構造として、そのケースにガスの吸入口と吐出口とを設けて、ポンプとして用いるようにしたことを特徴とする請求項１の記載による圧電型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、圧電素子が取り付けられた振動板をケース内に設けるようにした圧電型アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の圧電型アクチュエータは、センサ本体に角速度が作用したときのガス通路におけるガス流の偏向状態を、そのガス通路に左，右一対に設けられた感熱抵抗素子の抵抗の変化として電気的に検出してそのときの角速度の大きさおよび向きを求めるようにした、センサ本体がマイクロマシニング加工によって形成された超小型のガス式角速度センサにあって、ガス通路内に一定したガス流を供給するためのポンプとして用いられている。
【０００３】
しかして、このような用途の圧電型アクチュエータにあっては、その動作特性が安定するべく、非常な加工精度が要求されるものになっている。
【０００４】
従来の圧電型アクチュエータは、図９に示すように、圧電素子１が取り付けられた振動板２の周縁を上ケース３と下ケース４との間に挟持させるようにして、その上ケース３と下ケース４をかしめや溶接またはネジ止めなどによって結合させるようにしている。圧電素子１にはプラス側のリード１３がハンダ付けされて、そのリード１３が上ケース３にあけられた穴１７から外部に引き出されている。
【０００５】
その際、上ケース３と下ケース４の結合の状態によって振動板２の支持状態が変わり、それにともなって振動板２の振動特性が微妙に変化してしまうので、各ケース３，４を金属によって煩雑な精密加工を施すようにしなければならなかった。
【０００６】
加工性を良くするために上ケース３と下ケース４とを合成樹脂によってモールド成形するのでは、振動板２を挟持する面の加工精度が悪くなって特性がばらついてしまうとともに、振動板２の振動による挟持面の摩耗によって特性が変化してしまう。また、その樹脂の熱膨張係数が振動板２の材質とはかけ離れたものとなって、温度によって振動板２の挟持状態が変わって特性が変化してしまうことになる。
【０００７】
そして、特に、上ケース３と下ケース４とを合成樹脂製のものとするのでは、それをアース体として用いることができないため、図１０に示すように、振動板２に直接アース用のリード１８をハンダ付けして、そのリード１８をとり回しながら上ケース３にあけられた穴１９から外部に引き出すようにする必要があるものになってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、圧電素子が取り付けられた振動板の周縁を挟持する上ケースと下ケースとを特性のばらつきがないように金属によって精密加工するのでは加工性が劣り、加工性を良くするために合成樹脂によって上ケースと下ケースとを成形するのでは、振動板の挟持面の加工精度が悪かったり摩耗したりして、また温度によって特性が変化してしまうことである。
【０００９】
そして、特に、ケースを合成樹脂製のものとするのでは、振動板に直接アース用のリードをハンダ付けしてケース外部に引き出す必要を生じて、ハンダ付けをする際の位置決めが困難になって作業性が悪くなるとともに、振動板にリードを接続すること自体がその振動特性に悪影響を与えてしまうという問題がある。振動部分からは直接にリードを極力引き出さないようにするのが望ましい。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧電素子が取り付けられた振動板をケース内に設置するに際して、そのケースを合成樹脂製のものとしても特性が変化することがないようにするとともに、振動板のアースを何らその振動特性に悪影響を与えることがなく容易にとることができるようにするべく、圧電素子が取り付けられた振動板と、その振動板の周縁を挟持する一対の金属製のリングと、その一方の金属製のリングが嵌合する溝が形成された合成樹脂製の上ケースおよびその他方の金属製のリングが嵌合する溝が形成された合成樹脂製の下ケースとからなり、その上ケースと下ケースにそれぞれ金属製のリングを嵌め込んだ状態で上ケースと下ケースを接合するようにした圧電型アクチュエータであって、その金属製のリングのうちの一方に外方に突出する電極部を一体的に形成し、その電極部を前記上ケースと下ケースによって形成されるケースの外部に引き出す切欠部または穴をケース側に設けて、ケース外部に引き出された電極部にアース用のリードを接続するようにしている。
【００１１】
【実施例】
本発明による圧電型アクチュエータにあっては、図１および図２に示すように、その基本的な構成が、圧電素子１が貼り付けられた振動板２と、その振動板２の周縁を挟持する一対の金属製のインナーリング５，６と、一方のインナーリング５が嵌合する溝７が形成された合成樹脂製の上ケース３および他方のインナーリング６が嵌合する溝８が形成された合成樹脂製の下ケース４とからなっている。
【００１２】
ここでは、圧電型アクチュエータをポンプとして用いるようにしたときの構成を示しており、上ケース３にはガスの吸入口９と吐出口１０とが設けられ、上ケース３と下ケース４とを組み付けたケース内部にガス室１１が形成されるようになっている。図中、１２は圧電素子１にハンダ付けされたプラス側のリード１３の外部引出し孔である。
【００１３】
このような圧電型アクチュエータにあっては、上ケース３側の溝７内にインナーリング５を、下ケース４側の溝８内にインナーリング６をそれぞれ嵌め込んだうえで、振動板２を挟持するように上ケース３と下ケース４とを接合することによって組み付けられる。
【００１４】
その際、予め、上ケース３側の溝７内にインナーリング５を、下ケース４側の溝８内にインナーリング６をそれぞれインサート成形しておくようにすれば、組付け時の作業性が向上する。
【００１５】
上ケース３と下ケース４との接合は、接着剤による接着、超音波溶着、熱かしめ、ネジ止めなどによって行われる。
【００１６】
このように構成されたものにあって、特に本発明では、下側のインナーリング６に外周方向に突出するアース用の電極部２０を一体的に形成するとともに、下ケース４にその電極部２０を外部に引き出す切欠部２１を設けて、その電極部２０がケース外部に突出するようにして、その電極部２０の突出部分にアース用のリード１８をハンダ付けできるようにしている。
【００１７】
このように本発明によれば、合成樹脂製の上ケース３および下ケース４からなるケース内に振動板２を設置するに際して、その振動板２の周縁を金属製のインナーリング５，６間に挟持するようにしているので、振動板２の挟持面の加工精度を充分に保ちながら、その挟持面に摩耗をきたすようなことなく、振動特性が安定したものを加工性良く製造することができるようになる。また、インナーリング５，６の熱膨張係数を振動板２とほぼ同じにすることができ、温度によって振動板２の挟持状態が変わって振動特性が変化するようなことを防止できるようになる。
【００１８】
そして、特に本発明によれば、ケース外部において突出している電極部２０にアース用のリード１８をハンダ付けすることができ、振動板２のアースを何らその振動特性に悪影響を与えることなく容易にとることができるようになる。
【００１９】
なお、その際、図３および図４に示すように、上側のインナーリング５にアース用のリード１８を直接ハンダ付けして、そのリード１８を上ケース３に設けられた切欠部２２から外部に引き出すようにするのでは、インナーリング５にリード１８をハンダ付けをする際の位置決めが困難になって作業性が悪くなってしまう。
【００２０】
また、図５は本発明による圧電型アクチュエータの他の構成例を示しており、この場合は、予め振動板２の周縁部を一対の金属製のインナーリング１４，１５間にかしめによって挟持させたものを合成樹脂製の上ケース３および下ケース４からなるケース内に設置するようにしている。
【００２１】
一対のインナーリング１４，１５間に振動板２の周縁部を挟持する場合、図６に示すように、下ケース４側の溝８内に嵌め込まれる一方のインナーリング１４にはその周縁に突出する壁部１６が形成されており、そのインナーリング１４上に振動板２および他方のインナーリング１５をその端部がその壁部１６に当接するように載置したうえで、その壁部１６の先端を折り曲げてかしめるようにしている。
【００２２】
そして、上ケース３側の溝７と下ケース４側の溝８との間にかしめによって振動板２を挟持するように一体化されたインナーリング１４，１５を嵌め込んだうえで、上ケース３と下ケース４とを接合することによって組み付けられる。
【００２３】
しかして、この構成によれば、予めかしめによって一対のインナーリング１４，１５間に振動板２の周縁部を挟持したものをケース内に組み付けるようにしているので、容易に振動板２の周縁の挟持状態を一定にすることができ、振動特性が一定したものを加工性良く量産することができるようになる。
【００２４】
その際、特に、インナーリング１５に突出形成されている電極部２０を下ケース４側の切欠部２１に嵌合させることによって、予めかしめによって振動板２を挟持するように一体化されたインナーリング１４，１５をケース内に組み付ける際の位置決めを行わせることができるようになる。
【００２５】
図７および図８は本発明の他の実施例を示すもので、ここでは上側のインナーリング５の外周方向に突出形成した電極部２３を上方に折り曲げて、上ケース３にあけられた穴２４からその電極部２３の端部を露呈させるようにして、そのケース上面に露呈した電極部２３の端部にリード１８をハンダ付けするようにしている。
【００２６】
また、特に図示しないが、下側のインナーリング６の外周方向に突出形成した電極部を下方に折り曲げて、下ケース４にあけられた穴からその電極部の端部を露呈させるようにして、そのケース下面に露呈した電極部の端部にリードをハンダ付けするようにしてもよいことはいうまでもない。
【００２７】
【効果】
以上，本発明による圧電型アクチュエータにあっては、圧電素子が取り付けられた振動板と、その振動板の周縁を挟持する一対の金属製のリングと、その一方の金属製のリングが嵌合する溝が形成された合成樹脂製の上ケースおよびその他方の金属製のリングが嵌合する溝が形成された合成樹脂製の下ケースとからなり、その上ケースと下ケースにそれぞれ金属製のリングを嵌め込んだ状態で上ケースと下ケースを接合するようにした圧電型アクチュエータであって、その金属製のリングのうちの一方に外方に突出する電極部を一体的に形成し、その電極部を前記上ケースと下ケースによって形成されるケースの外部に引き出す切欠部または穴をケース側に設けて、ケース外部に引き出された電極部にアース用のリードを接続するように構成したもので、ケースを合成樹脂製のものとしても振動特性が変化することがないように振動板をケース内に設置するとるとともに、振動板のアースを何らその振動特性に悪影響を与えることなく容易にとることができ、振動特性が安定した圧電型アクチュエータを加工性良く製造できるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による圧電型アクチュエータの一実施例を示す正断面図である。
【図２】同実施例による圧電型アクチュエータの分解斜視図である。
【図３】圧電型アクチュエータにおけるアース用リードの引出し状態の一例を示す正断面図である。
【図４】圧電型アクチュエータにおけるアース用リードの引出し状態の一例を示す分解斜視図である。
【図５】本発明による圧電型アクチュエータの他の実施例を示す正断面図である。
【図６】一対のインナーリング間に振動板の周縁部をかしめによって挟持する過程を示す図である。
【図７】本発明による圧電型アクチュエータのさらに他の実施例を示す正断面図である。
【図８】図７に示す実施例による圧電型アクチュエータの分解斜視図である。
【図９】従来の圧電型アクチュエータの一構成例を示す正断面図である。
【図１０】従来の圧電型アクチュエータの他の構成例を示す正断面図である。
【符号の説明】
１  圧電素子
２  振動板
３  上ケース
４  下ケース
５  インナーリング
６  インナーリング
９  吸入口
１０  吐出口
１４  インナーリング
１５  インナーリング
１６  壁部
１８  アース用リード１８
２０  電極部
２１  切欠部
２３  電極部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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