DE69812142T2

DE69812142T2 - Gehäuse für piezoelektrische transformatoranordnung

Info

Publication number: DE69812142T2
Application number: DE69812142T
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki Chiyoda-ku ISHIKAWA; Takeshi Chiyoda-ku FUJIMURA; Masaaki Chiyoda-ku TOYAMA; Katsumi Yokohama-shi UESAWA
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: KR100345348B1; KR20010015669A; CN1271466A; WO1999017384A1; ATE234511T1; JPH11103101A; US6262518B1; DE69812142D1; EP1027739A1; HK1030099A1; TW376591B; EP1027739B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gehäuse für eine piezoelektrische Wandlervorrichtung, das heißt, auf ein Gehäuse für die Bestückung eines Rosen piezoelektrischen Wandlers auf einer Leiterplatte. Hintergrund der Technik
In letzter Zeit werden Flüssigkristall-Anzeigefelder weitverbreitet verwendet als Bedienanzeigeeinheit in sogenannten Notebook-Personalcomputern, die leicht zu tragen sind. Solch ein Flüssigkristall-Anzeigefeld umfasst eine kalte Kathoden-Fluoreszenzlampe, die als eine Hintergrundlichtquelle zum Ausleuchten des Feldes dient. Um diese kalte Kathoden-Fluoreszenzlampe zum Leuchten zu bringen, ist eine hohe Spannung von 1 kV oder mehr erforderlich. Um die Lichtemission aufrechtzuerhalten, muss eine Spannung von mehreren hundert Volt aufgebracht werden.
In solchen sogenannten Notebook-Personalcomputern und ähnliche Produkten, ist wegen ihrer Eigenschaften die Nachfrage nach kompakten Invertierern für Hintergrundlichtquellen groß. Um dieser Nachfrage nachzukommen, sind piezoelektrische Wandler als Umwandlerkomponenten eingesetzt.
Wie ein solcher piezoelektrischer Wandler, weist die piezoelektrische Wandlervorrichtung (nachfolgend als piezoelektrische Vorrichtung bezeichnet) eine Vielschicht-Struktur auf, wie in der durch den derzeitigen Anmelden eingereichten japanischen Patentanmeldung Nummer 8-52553 vorgeschlagen. Diese Vorrichtung wird nachstehend mit Bezug auf die 1 bis 5 kurz beschrieben.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht der piezoelektrischen Vorrichtung mit der vom derzeitigen Anmelden vorgeschlagenen Vielschicht-Struktur. 2 zeigt eine Vorderansicht der piezoelektrischen Vorrichtung aus 1. 3 zeigt eine Draufsicht der piezoelektrische Vorrichtung aus Fig. 1.
Eine piezoelektrische Vorrichtung 10b weist eine äußere Form, wie die in den 1, 2 und 3 gezeigte auf. Der rechte und der linke halbe Bereich der Vorrichtung bezieht sich jeweils auf den nachstehenden zweiten und den ersten Bereich.
Die Außenelektroden 101 und 102 als Primär-(Eingangs-)Elektroden sind auf der oberen Oberfläche des ersten Bereichs angeordnet. Eine Außenelektrode 103 ist als Sekundär-(Ausgangs-)Elektrode auf dem rechten Endabschnitt des zweiten Bereichs angeordnet. Die Führungsleitungen 105 sind über Lötstellen 104 mit den Außenelektroden 101, 102 und 103 verbunden.
Die innere Struktur des ersten Bereichs wird nachfolgend beschrieben, 4 zeigt eine Schnittdarstellung der piezoelektrischen Vorrichtung aus 3 entlang einer Schnittlinie I-I. 5 zeigt eine Schnittdarstellung der piezoelektrischen Vorrichtung aus 3 entlang einer Schnittlinie II-II.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist im ersten Bereich eine Mehrzahl von Innenelektroden 101a und 102a abwechselnd gestapelt, und die Räume zwischen diesen Innenelektroden sind gefüllt mit dem piezoelektrischen Element 106. Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist im ersten Bereich die Mehrzahl von Innenelektroden 101a durch einen säulenförmigen Leiter (nachfolgend als Durchkontaktierung bezeichnet) 108a miteinander verbunden. Die Vielzahl von Innenelektroden 102a sind durch eine Durchkontaktierung 108b miteinander verbunden. Rundbohrungen (nachfolgend als Bohrung bezeichnet) sind in den Innenelektroden 101a und 102a angeordnet, so dass die Innenelektroden 101a und 102a durch die Durchkontaktierungen 108a und 108b miteinander verbunden sind.
Die Durchkontaktierung 108a erstreckt sich bis zur oberen Oberfläche des ersten Bereichs und ist mit der Außenelektrode 101 verbunden. Gleichermaßen erstreckt sich die Durchkontaktierung 108b bis zur oberen Fläche des ersten Bereichs und ist mit der Außenelektrode 102 verbunden.
Die piezoelektrische Vorrichtung mit der oben genannten Vielschicht-Struktur ist wie folgt angesteuert. Zunächst wird eine hohe Spannung zwischen den Außenelektroden 101 und 102 angelegt, um den ersten Bereich in der vertikalen Richtung (in Richtung der Dicke) zu polarisieren. Dann wird eine vorgegebene Spannung zwischen den Außenelektroden 101 oder 102 und der Außenelektrode 103 angelegt, um den zweiten Bereich in der Längsrichtung zu polarisieren.
Wenn eine Wechselspannung zwischen den Außenelektroden 101 und 102 der Vorrichtung im polarisierten Zustand angelegt wird, schwingt das piezoelektrische Element 106 mechanisch im ersten Bereich gemäß der piezoelektrischen Materialkonstante charakteristisch für das piezoelektrische Element, für die Resonanzeigenschaften und für die Dimensionierungen der gesamten Vorrichtung. Die Schwingungen werden durch das piezoelektrische Element 106 im zweiten Bereich in eine Spannung umgewandelt. Als ein Ergebnis kann eine besonders hohe Wechselspannung aus der Außenelektrode 103 gewonnen werden.
Wenn solch ein piezoelektrischer Wandler auf einer Leiterplatte montiert wird, wird der Wandler üblicherweise in einem Isolierbehälter (nachfolgend als Gehäuse bezeichnet) aufgenommen, und das Gehäuse wird aus dem folgenden Grund auf der Leiterplatte montiert. Wie oben beschrieben, schwingt die piezoelektrische Vorrichtung sich selbst mechanisch, wenn der piezoelektrische Wandler arbeitet. Wenn diese Schwingung während des Befestigens der Vorrichtung auf der Leiterplatte unterdrückt ist, verschlechtern sich die Ausgabekennlinien des piezoelektrischen Wandlers. Daher muss, wenn der piezoelektrische Wandler montiert wird, die Vorrichtung an Abschnitten entsprechend den Schwingungsknoten der piezoelektrischen Vorrichtung gehalten werden, um die Schwingungen der piezoelektrischen Vorrichtung vor dem Unterdrücktwerden zu schonen. Da die Sekundär-leistung des piezoelektrischen Wandlers auf eine hohe Spannung eingestellt ist, muss der ganze piezoelektrische Wandler zusätzlich aus Sicherheitsgründen mit einer Isolierabdeckung abgedeckt werden, das heißt, Unterbindung des Kontakts zwischen der Sekundärleistung und anderen Komponenten und Schutz der Bedienungsperson vor dem Erleiden eines elektrischen Schocks.
Ein Beispiel, wie die obige piezoelektrische Vorrichtung in einem Gehäuse mit einer üblichen Struktur aufgenommen wird, wird mit Bezug auf die 6 bis 10 beschrieben. Die unten mit Bezug auf die 6 bis 10 beschriebene Gehäusestruktur wird namentlich in den japanischen Anmeldungen JP-A-53047291, JP-A-06342945 und JP-A-08032135 dargestellt.
6 zeigt eine perspektivische Ansicht in dem Zustand, in dem die obige piezoelektrische Vorrichtung mit der vorher durch den derzeitigen Anmelden vorgeschlagenen Vielschicht-Struktur in einem üblichen Gehäuse aufgenommen ist. 7 zeigt eine Draufsicht des Gehäuses aus 6.
Wie in den 6 und 7 gezeigt, stellt ein Gehäuse 107 einen kastenartigen Harzbehälter mit einer oberen Öffnung dar. Das Gehäuse 107 besitzt ein Volumen, das groß genug ist, um zu vermeiden, dass die obige piezoelektrische Vorrichtung 106 und die Lötstellen 104 der Führungsleitungen 105 aus der oberen Öffnung des Gehäuses 107 herausragen, wenn die piezoelektrische Vorrichtung 106 im Gehäuse 107 aufgenommen ist. Auskragungen zur Fixierung der piezoelektrischen Vorrichtung 106 im Gehäuse 107 sind auf der Innenseite des Gehäuses 107 an Bereichen entsprechend den Schwingungsknoten der piezoelektrischen Vorrichtung 106 angeordnet. In dem in den 6 und 7 gezeigten Gehäuse erstrecken sich die jeweiligen Führungsleitungen 105 nach außen durch die an der Stirnseite vorn angeordneten Bohrungen (die Bohrungen können Schlitze sein).
Die Art und Weise der Einführung des piezoelektrischen Wandlers in das Gehäuse 107 in diesen aufgenommenen Zustand wird unten beschrieben zusammen mit dem montierten Zustand des Gehäuses auf der Leiterplatte.
Die 8 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 6 entlang einer Schnittlinie III-III. Die 9 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 6 entlang einer Schnittlinie IV-IV. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Beispiels, wie der piezoelektrische Wandler auf der Leiterplatte montiert ist.
Wenn die piezoelektrische Vorrichtung 106 in dem Gehäuse 107 aufgenommen ist, werden die Auskragungen 110 zuerst mit einem Kleber 109 beschichtet. Wie in den 8 und 9 gezeigt, wird die piezoelektrische Vorrichtung 106 folglich so in dem Gehäuse 107 aufgenommen, dass die Schwingungsknoten der piezoelektrischen Vorrichtung 106 sich mit den Auskragungen 110 decken. Mit diesem Verfahren kann die piezoelektrische Vorrichtung im Gehäuse 107 an Teilen entsprechend den Schwingungsknoten gehalten werden.
Das Gehäuse wird auf der Leiterplatte wie folgt montiert. Nachdem der auf den Auskragungen 110 aufgebrachte Kleber 109 ausgehärtet ist, wird das Gehäuse 107 auf den Kopf gestellt und auf einer Leiterplatte 112 montiert, wie in 10 gezeigt. Das Gehäuse 107 wird mit einem Kleber 11 auf der Leiterplatte 112 fixiert. Die jeweiligen Führungsleitungen 105, die sich durch die obigen Bohrungen ausdehnen, sind mit der Leiterplatte 112 durch Löten verbunden.
Andere als oben beschriebene Methoden zur Halterung der piezoelektrischen Vorrichtung und ihrer Befestigung auf der Leiterplate wurden vorgeschlagen (japanisches Patent Offenlegungsnummern 8-32135 und 8-264853).
Wenn die piezoelektrische Vorrichtung in dem obigen üblichen Gehäuse aufgenommen wird, wird eine große Zahl von Schritten benötigt, die sich vom Schritt der Einführung der piezoelektrischen Vorrichtung in das Gehäuse bis zum Schritt der Verbindung der Führungsleiter auf der Leiterplatte erstrecken und in einer geringen Produktivität resultieren. Wenn Anschlüsse, mit denen die Führungsleiter der piezoelektrischen Vorrichtung verbunden werden, auf dem Gehäuse angeordnet sind und das Gehäuse durch die Anschlüsse auf der Leiterplatte montiert wird, wird eine große Zahl von Schritten für die Befestigung des Gehäuses benötigt, die in einer geringen Produktivität resultieren.
Zum Beispiel offenbart das japanische Patent mit der Offenle gungsnummer 8-298213 ein Gehäuse, das dem Gehäuse mit der obigen Struktur im Hinblick auf die Produktivität überlegen ist. Entsprechend diesem Gehäuse, ist die Verbindung der piezoelektrischen Vorrichtung zur Leiterplatte und die Halterung der Vorrichtung im Gehäuse durch die Verwendung der gleichen Anschlüsse erfüllt, dabei wird die Notwendigkeit der Verwendung von Führungsleitern für die Verbindung der piezoelektrischen Vorrichtung zur Leiterplatte vermieden. Gemäß dieser Technik wird die piezoelektrischen Vorrichtung im Gehäuse durch die Nutzung ausschließlich der elastischen Eigenschaften der an dem Gehäuses angeordneten Anschlussteile im Gehäuse gehalten. Wenn daher ein äußerer Stoß oder eine Erschütterung auf das Gehäuse einwirken, kann die elektrische Verbindung zwischen der piezoelektrischen Vorrichtung und den Anschlüssen unterbrochen werden, was in einer sofortigen Abschaltung resultiert.
Offenbarung der Erfindung
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein Gehäuse bereit zu stellen, das einen Aufnahmeprozess für eine piezoelektrische Wandler vorrichtung erleichtert und das auf einer Leiterplatte leicht montiert werden kann.
Um den obigen Gegenstand zu erreichen, hat ein Gehäuse für eine piezoelektrische Wandlervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung folgenden Aufbau.
Es ist ein piezoelektrisches Wandlervorrichtungsgehäuse vorgesehen, das aus einem Harz hergestellt und angepasst ist, eine piezoelektrische Wandlervorrichtung, die außen auf einer oberen Fläche des piezoelektrischen Wandlers angeordnete Eingangselektroden in einer Ebene umfasst, aufzunehmen, wobei ein unterer Abschnitt des Gehäuses eine Öffnung aufweist, in die die piezoelektrische Wandlervorrichtung eingeführt ist, ein oberer Abschnitt des Gehäuses Führungselektroden zum Anlegen einer Spannung an die äußeren Eingangselektroden aufweist, die Führungselektroden unter Verwendung elastischer Teile geformt sind, die eine Rückstellkraft erzeugen, wenn die äußeren Eingangselektroden in Kontakt mit den Führungselektroden gebracht werden, und Abschnitte von zwei innenseitigen Oberflächen des Gehäuses an Positionen, die Schwingungsknoten der piezoelektrischen Wandlervorrichtung entsprechen, wenn die piezoelektrische Wandlervorrichtung aufgenommen ist, erste Auskragungen aufweisen, die ihrerseits im Bereich der Unterseite des Gehäuses angeordnete sperrklinkenartige Teile aufweisen, wobei die piezoelektrische Wandlervorrichtung durch die Verwendung der Führungselektroden, der ersten Auskragungen und der sperrklinkenartigen Teile der ersten Auskragungen im Gehäuse gehalten ist. Dieser Aufbau vereinfacht die Schritte der Aufnahme der piezoelektrischen Wandlervorrichtung auf der Primärseite des Gehäuses und erlaubt, das Gehäuse auf einer Leiterplatte leicht zu montieren.
Die Primärseite der piezoelektrischen Wandlervorrichtung wird vorzugsweise in Kontakt gebracht mit den sperrklinkenartigen Teilen, wobei die Führungselektroden die Rückstellkraft erzeugen. Das erlaubt, dass die Primärseite der piezoelektrischen Wandlervorrichtung zuverlässig im Gehäuse fixiert wird.
Vorzugsweise weist beispielsweise ein Abschnitt einer oberen inneren Oberfläche des Gehäuses an einer Position entsprechend einem Schwingungsknoten der Sekundärseite der piezoelektrischen Wandlervorrichtung, wenn die piezoelektrische Wandlervorrichtung aufgenommen ist, zusätzlich eine zweite Auskragung auf. Die Sekundärseite der piezoelektrischen Wandlervorrichtung ist durch den Einsatz der ersten Auskragungen, der sperrklinkenartigen Teile der ersten Auskragungen und der zweiten Auskragung in dem Gehäuse gehalten. Dies erleichtert die Schritte der Aufnahme der piezoelektrischen Wandlervorrichtung in der Sekundärseite des Gehäuses und erlaubt, das Gehäuse auf der Leiterplatte leicht zu montieren.
Des Weiteren ist die zweite Auskragung vorzugsweise mit dem genannten Gehäuse als intergrierte Einheit ausgeführt, um eine Rückstellkraft zu erzeugen, wenn die piezoelektrische Wandlervorrichtung mit der zweiten Auskragung in Kontakt gebracht wird, und die Sekundärseite der piezoelektrischen Wandlervorrichtung wird mit den sperrklinkenartigen Teilen dadurch in Kontakt gebracht, dass die Rückstellkraft erzeugt wird, wenn der piezoelektrische Wandler mit der zweiten Auskragung in Kontakt gebracht wird. Dies erlaubt, die Sekundärseite der piezoelektrischen Wandlervorrichtung zuverlässig im Gehäuse zu fixieren.
Des Weiteren hat ein Gehäuse für die piezoelektrische Wandlervorrichtung gemäß der vorliegenden Endung folgenden Aufbau, um den obigen Gegenstand zu erzielen.
Es ist ein piezoelektrisches Wandlervorrichtungsgehäuse vorgesehen, das aus einem Harz hergestellt und angepasst ist, eine piezoelektrische Wandlervorrichtung, die außen auf einer oberen Oberfläche des piezoelektrischen Wandlers angeordnete Eingangselektroden in einer Ebene umfasst, aufzunehmen, wobei ein unterer Abschnitt des Gehäuses eine Öffnung aufweist, in die die piezoelektrische Wandlervorrichtung eingeführt ist, ein oberer Abschnitt des Gehäuses Führungselektroden zum Anlegen einer Spannung an die äußeren Eingangselektroden aufweist, wobei die Führungselektroden unter Verwendung elastischer Teile geformt sind, die eine Rückstellkraft erzeugen, wenn die äußeren Eingangselektroden in Kontakt mit den Führungselektroden gebracht werden, und Abschnitte von zwei innenseitigen Oberflächen des Gehäuses an Positionen, die Schwingungsknoten der piezoelektrischen Wandlervorrichtung entsprechen, wenn die piezoelektrische Wandlervorrichtung aufgenommen ist, erste Auskragungen aufweisen, die ihrerseits im Bereich der Unterseite des Gehäuses angeordnete sperrklinkenartige Teile aufweisen und rechtwinklige Teile an der oberen Oberflächenseite des Gehäuses, wobei die piezoelektrische Wandlervorrichtung durch die Verwendung der Auskragungen im Gehäuse gehalten ist. Dies erleichtert die Schritte der Aufnahme der piezoelektrischen Wandlervorrichtung im Gehäuse und erlaubt, das Gehäuse auf einer Leiterplatte leicht zu montieren.
Vorzugsweise ist das Gehäuse aus einem flexiblen Harz geformt, und die piezoelektrische Wandlervorrichtung wird durch die Auskragungen dadurch fest geklemmt, dass Rückstellkräfte auf den zwei Seitenflächen des Gehäuses erzeugt werden, wenn die piezoelektrische Wandlervorrichtung im Gehäuse aufgenommen wird.
Im Gehäuse mit dem obigen Aufbau sind vorzugsweise die Führungselektroden und zur Montage des Gehäuses auf einer Leiterplatte verwendete Befestigungsanschlüsse als intergrierte Einheit ausgeführt oder das Gehäuse umfasst ferner eine Führungsleitung, die mit einer sekundären Außenelektrode der piezoelektrischen Wandlervorrichtung verbunden ist und einen Befestigungsanschluss, der zur Montage des Gehäuses auf einer Leiterplatte verwendet ist, und folglich das Gehäuse leicht auf der Leiterplatte zu montieren ist.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich, in denen ähnliche in Beziehung stehende Bezugszeichen die selben oder ähnliche Teile in den Figuren kennzeichnen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine perspektivische Darstellung der piezoelektrischen Vorrichtung mit der durch den derzeitigen Anmelden vorher vorgeschlagenen Vielschicht-Struktur,
2 zeigt eine Vorderansicht der piezoelektrischen Vorrichtung aus 1,
3 zeigt eine Draufsicht der piezoelektrischen Vorrichtung aus 1,
4 zeigt eine Schnittdarstellung der piezoelektrischen Vorrichtung aus 3 entlang einer Schnittlinie I-I,
5 zeigt eine Schnittdarstellung der piezoelektrischen Vorrichtung aus 3 entlang einer Schnittlinie II-II,
6 zeigt eine perspektivische Ansicht in einem Zustand, in dem die piezoelektrische Vorrichtung mit der vorher durch den derzeitigen Anmelder vorgeschlagenen Vielschicht-Struktur in einem üblichen Gehäuse aufgenommen ist,
7 zeigt eine Draufsicht des Gehäuses aus 6,
Die 8 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 6 entlang einer Schnittlinie III-III,
Die 9 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 6 entlang einer Schnittlinie IV-IV,
10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem das Gehäuse aus 6 auf der Leiterplatte montiert ist,
11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses gemäß der ersten Darstellung der vorliegenden Erfindung,
12 zeigt eine Draufsicht des Gehäuses aus 11,
13 zeigt eine Vorderansicht des Gehäuses aus 11,
14 zeigt eine rechte Seitenansicht des Gehäuses aus 11,
15 zeigt eine Untenansicht des Gehäuses aus 11,
16 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 12 entlang einer Schnittlinie V-V,
17 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 12 entlang einer Schnittlinie VI-VI,
18 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 12 entlang einer Schnittlinie VII-VII,
19 zeigt eine perspektivische Ansicht der Struktur eines als intergrierte Einheit ausgeführten Teils aus einem Befestigungsanschlusss 4a (5a) und einer Führungselektrode,
20 zeigt eine perspektivische Ansicht der Struktur eines Befestigungsanschlusses 6,
21 zeigt eine perspektivische Ansicht des Zustands der piezoelektrischen Vorrichtung bevor sie im Gehäuse aufgenommen wird,
22 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung eines Zustands, bei dem die piezoelektrische Vorrichtung in das Gehäuse eingeführt wird,
23 zeigt eine Draufsicht des Gehäuses, in dem die piezoelektrische Vorrichtung aufgenommen ist,
24 zeigt eine Untenansicht des Gehäuses aus 23,
25 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 23 entlang einer Schnittlinie VIII-VIII,
26 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 23 entlang einer Schnittlinie IX-IX,
27 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 23 entlang einer Schnittlinie X-X,
28 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses gemäß der zweiten Darstellung der vorliegenden Erfindung,
29 zeigt eine Draufsicht des Gehäuses aus 28,
30 zeigt eine Untenansicht des Gehäuses aus 28,
31 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 29 entlang einer Schnittlinie XI-XI,
32 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 30 entlang einer Schnittlinie XII-XII,
33 zeigt eine Schnittdarstellung eines Zustands, bei dem die piezoelektrische Vorrichtung 106 im Gehäuse 21 fixiert ist, und
34 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Modifikation eines Teils einer Struktur einer vorher durch den derzeitigen Anmelden vorgeschlagenen piezoelektrischen Vorrichtung.
Bestes Ausführungsbeispiel der Erfindung
Geräte für piezoelektrische Wandlervorrichtungen gemäß den Darstellungen der vorliegenden Erfindung werden im Detail unten mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
In jedem unten beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die piezoelektrische Vorrichtung im λ Modus betrieben. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung diesbezüglich nicht beschränkt. Zum Beispiel kann die piezoelektrische Vorrichtung auch im λ/2 oder im 3/2λ Modus betrieben werden.
In der folgenden Beschreibung ist die piezoelektrische Vorrichtung aus praktischen Gründen mit der in den 1 bis 5 gezeigten Struktur im Gehäuse der vorliegenden Erfindung aufgenommen. Selbstverständlich ist die piezoelektrische Vorrichtung, die im Gehäuse aufgenommen sein kann, nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann eine piezoelektrische Vorrichtung im Gehäuse aufgenommen sein, die aus einer Stirnseite in der Längsrichtung vorstehende Innenelektroden aufweist. (Erstes Ausführungsbeispiel)
Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unten beschrieben mit Bezug auf die 11 bis 27. Die äußere Form eines Gehäuses gemäß des ersten Ausführungsbeispiels wird zuerst beschrieben.
11 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 12 zeigt eine Draufsicht des Gehäuses aus 11. 13 zeigt eine Vorderansicht des Gehäuses aus 11. 14 zeigt eine rechte Seitenansicht des Gehäuses aus 11.
Die 11 bis 13 zeigen den Zustand eines Gehäuses 1 bevor die piezoelektrische Vorrichtung darin aufgenommen wird. Das Gehäuse 1 dieses Ausführungsbeispiels hat eine kastenartige Form mit einer Öffnung im unteren Abschnitt. Das Gehäuse i ist hauptsächlich aufgebaut aus einem Gehäusekörper, bei dem ein isolierendes Harz und eine Mehrzahl von Metallanschlüssen verwendet sind. Die piezoelektrische Vorrichtung wird von der unteren Oberflächenseite des Gehäuses eingeführt. Das Gehäuse 1 hat ein größeres Volumen als das der piezoelektrischen Vorrichtung, die darin aufgenommen wird. Der rechte und der linke halbe Bereich des Gehäuses 1 bezieht sich jeweils auf den nachstehenden zweiten und den ersten Bereich.
Zwei Metallbefestigungsanschlüsse 4a und 5a werden als erste Anschlüsse auf der Stirnseite des ersten Bereichs des Gehäuses 1 in der Längsrichtung angeordnet. Ein Metallbefestigungsanschluss 6 wird als zweiter Anschluss auf der Stirnseite des zweiten Bereichs des Gehäuses 1 in der Längsrichtung angeordnet. Diese Befestigungsanschlüsse dienen zur Montage des Gehäuses 1 auf der Leiterplatte und als Führungselektroden für die Außen- und Ausgangselektroden der piezoelektrischen Vorrichtung, die im Gehäuse aufgenommen wird (, was später im Detail beschrieben wird).
Eine Öffnung 7 ist im oberen Abschnitt des ersten Bereichs des Gehäuses 1 angeordnet. Wie in den 11 und 12 gezeigt, sind die elastischen Metallführungselektroden 4 und 5 in der Form von Blattfedern mit dem Gehäuse 1 als intergrierte Einheit ausgeführt. Die Auskragungen 2 als erste Auskragungen sind auf der Innenseite des ersten Bereichs des Gehäuses 1 an einer Position entsprechend einem Schwingungsknoten der piezoelektrischen Vorrichtung angeordnet, wenn sie im Gehäuse aufgenommen ist.
Eine Auskragung 3 als eine zweite Auskragung, die aus dem gleichen Material wie das des Gehäuses 1 hergestellt ist und in das Innere des Gehäuse ragt, ist auf der inneren oberen Oberfläche des zweiten Bereichs des Gehäuses 1 angeordnet. Ähnlich zu den Auskragungen 2 ist diese Auskragung 3 an einer Position entsprechend einem Schwingungsknoten der piezoelektrischen Vorrichtung angeordnet. Ein Schlitz 8 durch den sich ein Führungsleiter erstreckt ist in einer Seitenfläche des zweiten Bereichs angeordnet. Dieser Schlitz 8 hat eine größere Weite als der Durchmesser des Führungsleiters zur Verbindung der Sekundärelektrode der piezoelektrischen Vorrichtung mit dem Befestigungsanschluss 6, um sich nicht nachteilig auf die Schwingungen der piezoelektrischen Vorrichtung auszuwirken.
Die innere Struktur des Gehäuses 1 wird als Nächstes beschrieben. 15 zeigt eine Untenansicht des Gehäuses aus 11. 16 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 12 entlang einer Schnittlinie V-V. 17 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 12 entlang einer Schnittlinie VI-VI. 18 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 12 entlang einer Schnittlinie VII-VII.
Jede Auskragung 2 weist die in den 17 (erster Bereich) und 18 (zweiter Bereich) gezeigte Form auf. Der sperrklinkenartige Teil jeder Auskragung 2 auf dem unteren Abschnitt (der unteren Seite) des Gehäuses 1 ist abgeschrägt. In beiden Bereichen, also sowohl im ersten als auch im zweiten Bereich, entspricht der Abstand W zwischen den Auskragungen 2 auf den zwei innenseitigen Oberflächen des Gehäuses 1 der Breite der aufzunehmenden piezoelektrischen Vorrichtung.
Wie in der 17 gezeigt, ist ein Abstand D1 von der unteren Oberfläche der Führungselektroden 4 und 5 zur Ebene, die die rechtwinkligen Teile X1 der Auskragungen 2 auf den zwei Seiten des Gehäuses 1 verbindet, kleiner als die Dicke der piezoelektrischen Vorrichtung.
Wie in der 18 gezeigt, ist ein Abstand D2 von der unteren Oberfläche der Auskragung 3 zur Ebene, die die rechtwinkligen Teile X2 der Auskragungen 2 auf den zwei Seiten des Gehäuses 1 verbindet, kleiner als die Dicke der piezoelektrischen Vorrichtung. Zu berücksichtigen ist, dass die Auskragung 3 aus dem gleichen Material hergestellt ist wie das des Gehäuses 1, wie oben beschrieben. Da die Auskragung 3 in die in 18 gezeigte Form gebracht ist, ist sie elastisch gegenüber einem äußeren Kraftstoß, der von der unteren Seite in 18 auf die untere Oberfläche der Auskragung 3 ausgeübt wird.
Die Befestigungsanschlüsse 4a und 5a und die im ersten Bereich angeordneten Führungselektroden 4 und 5 sind als intergrierte Einheit ausgeführt, wie in der perspektivischen Ansicht der 19 angegeben. Beim Formgebungsprozess des Gehäuses 1 werden diese Teile in das Gehäuse 1 in dem in den 15 und 16 gezeigten Zustand eingelassen. Zusätzlich wird ein Teil L1 in 19 an eine Position entsprechend einem Schwingungsknoten der piezoelektrischen Vorrichtung angeordnet.
Der auf der Stirnseite des zweiten Bereichs angeordnete Befestigungsanschluss 6 hat die in der perspektivischen Ansicht der 20 gezeigte Form. Beim Formgebungsprozess des Gehäuses 1 wird der Befestigungsanschluss 6 in das Gehäuse 1 in dem in den 15 und 16 gezeigten Zustand eingelassen. Der Befestigungsanschluss 6 umfasst zum Festhalten des sich von der Sekundärelektrode des piezoelektrischen Wandlers erstreckenden Führungsleiters eine Auskragung 6a.
Ein Verfahren zur Aufnahme der piezoelektrischen Vorrichtung in das Gehäuse 1 wird als Nächstes beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird die piezoelektrische Vorrichtung 106 mit der in den 1 bis 5 gezeigten Struktur in dem Gehäuse 1 in dem in der 21 gezeigten Zustand aufgenommen, in dem der Führungsleiter 105 an die Sekundärelektrode gelötet wird.
Ausdrücklicher formuliert, die piezoelektrische Vorrichtung 106 wird gegen den unteren Abschnitt des Gehäuses 1 gepresst. Anschließend wird die piezoelektrische Vorrichtung 106 in das Gehäuse 1 in Richtung der oberen Oberfläche des Gehäuses eingeführt bis die Vorrichtung 106 anschlägt. Da die sperrklinkenartigen Teile der Auskragungen 2 des Gehäuses 1, wie oben beschrieben abgeschrägt sind, wenn die Vorrichtung gegen den unteren Abschnitt des Gehäuses 1 gepresst wird, biegen sich die Seitenoberflächen des Gehäuses nach außen um ein leichtes Einführen der Vorrichtung in das Gehäuse zu erlauben, wie in 22 gezeigt.
Das Gehäuse 1 mit der darin aufgenommenen piezoelektrische Vorrichtung 106 wird als Nächstes beschrieben. 23 zeigt eine Draufsicht des Gehäuses, in dem die piezoelektrische Vorrichtung aufgenommen ist. 24 zeigt eine Untenansicht des Gehäuses aus 23. 25 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 23 entlang einer Schnittlinie VIII-VIII. 26 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 23 entlang einer Schnittlinie IX-IX. 27 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 23 entlang einer Schnittlinie in den 24 und 25 gezeigt, ist die im Gehäuse 1 aufgenommene piezoelektrische Vorrichtung 106 durch die Auskragungen 2 des Gehäuses 1 an Abschnitten entsprechend dem Schwingungsknoten der Vorrichtung gehalten.
Der Abstand D1 in 17 hat sich nach dem Einfügen der piezoelektrischen Vorrichtung 106 zu einem Abstand D3 in 26 geändert. Das Verhältnis zwischen den Abständen D1 und D3 ist definiert als D3 > D1. Der Unterschied zwischen den Abständen D1 und D3 wird erzeugt, wenn die Führungselektroden 4 und 5 in der Form von Blattfedern sich nach oben biegen. Dieser Auslenkungs-Grad dient als Kraft P, mit welcher die Führungselektroden 4 und 5 die piezoelektrische Vorrichtung 106 nach unten drücken, wie in 26 gezeigt. Da die piezoelektrische Vorrichtung 106 über die Kraft P mit den rechtwinkligen Teilen X1 der Endtabschnitte der Auskragungen 2 in Kontakt gebracht wird, wird die piezoelektrische Vorrichtung 106 im ersten Bereich des Gehäuses 1 fixiert.
Zu berücksichtigen ist, dass die durch den Auslenkungs-Grad erzeugte Kraft P aus dem Material und der Form der Führungselektroden 4 und 5 durch folgende Gleichung erhalten wird:
P[kg] = bh2δ/6L
wobei b [mm] die Breite jeder Führungselektrode ist, h [mm] die Dicke jeder Führungselektrode, δ [kg/mm²] die Biegespannung und L [mm] die Länge jeder Führungselektrode vom Stützpunkt aus.
Der derzeitige Anmelden hat ein Experiment durchgeführt, um die Größe der Kraft P herauszufinden, die zur stabilen Fixierung der piezoelektrische Vorrichtung 106 im Gehäuse 1 erforderlich war, ohne nach einem äußeren Schlag oder einer Erschütterung eine Abschaltung herbeizuführen. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass eine Kraft von 4 [kg] erforderlich war, um die piezoelektrischen Vorrichtung 106 mit einem Gewicht von ungefähr 10 [g] im Gehäuse 1 zu fixieren. Diese Kraft wird durch die Führungselektroden 4 und 5 und die Auskragungen erzeugt und wird genutzt, um die piezoelektrischen Vorrichtung 106 zu befestigen.
Solange die piezoelektrische Vorrichtung 106 im Gehäuse 1 aufgenommen ist, ist der untere Oberflächenabschnitt der Auskragung 3 im Kontakt mit der oberen Oberfläche der piezoelektrischen Vorrichtung 106, wie in 27 gezeigt, und die Auskragung 3 ist in 27 nach oben gebogen. Aus diesem Grund wirkt eine Kraft P' zum Nach-Unten-Drücken der piezoelektrischen Vorrichtung 106 auf den unteren Oberflächenabschnitt der Auskragung 3. Da die piezoelektrische Vorrichtung 106 in Kontakt gebracht wird mit den rechtwinkligen Teile X2 der Endabschnitte de Auskragungen 2 mit der Kraft P' kann die piezoelektrischen Vorrichtung 106 im zweiten Bereich des Gehäuses 1 fixiert werden.
Solange die piezoelektrische Vorrichtung 106 im Gehäuse 1 aufgenommen ist, sind die Führungselektroden 4 und 5 in Kontakt mit den Außenelektroden 101 und 102 wie die Primärelektroden des piezoelektrischen Wandlers. Wenn daher eine Eingangsspannung an die Befestigungsanschlüsse 4a und 5a angelegt ist, kann eine Spannung an die Primärelektroden der piezoelektrischen Vorrichtung 106 angelegt werden.
Der an die Außenelektrode 103 der piezoelektrischen Vorrichtung 106 gelötete Führungsleiter 105 erstreckt sich außerhalb des Gehäuses 1 durch den (in 14 dargestellten) Schlitz 8 und ist mit dem Befestigungsanschluss 6 verbunden. Dieser Führungsleiter 105 ist an den Befestigungsanschluss 6 gelötet. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Auskragung 6a auf dem Befestigungsanschluss 6 wie in 20 gezeigt angeordnet, um das Löten zu erleichtern.
Das Gehäuse 1 im in den 23 bis 35 gezeigten Zustand ist auf der Leiterplatte durch Löten der Befestigungsanschlüsse 4a, 5a und 6 an auf der Leiterplatte angeordneten Mustern befestigt.
Zu berücksichtigen ist, dass die Anordnung der in den 11 und 12 beschriebenen Öffnung 7 weggelasen werden kann, um die Anzahl der Schritte der Formgestaltung für das Gehäuse 1 und die Herstellungskosten zu mindern. Selbstverständlich ist die Öffnung 7 vorzugsweise ausgebildet, um eine Kontrolle über den Verbindungszustand zwischen den Führungselektroden und den Außenelektroden der piezoelektrischen Vorrichtung 106 zu erleichtern, solange die piezoelektrische Vorrichtung 106 im Gehäuse aufgenommen ist, und um durch die Öffnung 7 eine leichte Verbindung zwischen den Führungselektroden und den Außenelektroden der piezoelektrischen Vorrichtung 106 nach Bedarf mit einem leitenden Kleber oder durch Löten zu erlauben sowie um die Zuverlässigkeit zu verbessern.
Wenn die Öffnung 7 im Gehäuse 1 angeordnet ist, wird ein Teil der oder die ganze Öffnung 7 in Anbetracht der Sicherheit vorzugsweise mit einer Isolierfolie bedeckt, nachdem die piezoelektrische Vorrichtung 106 im Gehäuse 1 aufgenommen ist und ihr Speicherzustand überprüft ist.
<Effekte des ersten Ausführungsbeispiels>
Gemäß dem Gehäuse für die piezoelektrische Wandlervorrichtung gemäß dieses Ausführungsbeispiels kann die piezoelektrische Vorrichtung 106, wie oben beschrieben, leicht durch Drücken der Vorrichtung in das Gehäuse von der unteren Abschnittsseite des Gehäuses aus im Gehäuse 1 aufgenommen werden. Ausdrücklicher formuliert

(1) Im ersten Bereich wird die piezoelektrische Vorrichtung 106 in Kontakt gebracht mit den sperrklinkenartigen Teilen der Auskragungen 2 im unteren Abschnitt des Gehäuses 1 und wird an diesen mit der Kraft P befestigt, die durch die durch die Auslenkung der elastischen Führungselektroden 4 und 5 erzeugt wird. Dies erlaubt, dass die piezoelektrische Vorrichtung 106 im Gehäuse 1 ohne Gebrauch irgendeines Klebers fixiert wird.
(2) Im zweiten Bereich wird die piezoelektrische Vorrichtung 106 in Kontakt gebracht mit den sperrklinkenartigen Teilen der Auskragungen 2 im unteren Abschnitt des Gehäuses 1 und wird an diesen mit der Kraft P befestigt, die durch die durch die Auslenkung der aus dem gleichen Material wie das des Gehäuses 1 hergestellten Auskragung 3 erzeugt wird. Dies erlaubt, dass die piezoelektrische Vorrichtung 106 im Gehäuse 1 ohne Gebrauch irgendeines Klebers fixiert wird.
(3) Die Führungselektrode 4 (5) und der Befestigungsanschluss 4a (5a) sind unter Verwendung eines elastischen Materials als intergrierte Einheit ausgeführt, und die Führungselektroden werden in Kontakt gebracht mit den Außenelektroden 101 und 102 der piezoelektrischen Vorrichtung 106, wobei der Schritt des Lötens des Primärführungsleiters der piezoelektrischen Vorrichtung 106 weggelassen wird.
(4) Das Gehäuse 1 ist derart ausgestaltet, dass das Gehäuse 1, in dem die piezoelektrische Vorrichtung 106 aufgenommen ist, durch Verbindung der Befestigungsanschlüsse 4a, 5a und 6 auf der Leiterplatte montiert werden kann, das heißt, dass die drei Teile mit den Schaltmustern auf der Leiterplatte. Dadurch kann der Schritt der Verbindung des Gehäuses 1 mit einem Kleber auf der Leiterplatte weggelassen werden.
(5) Die Anordnung der Öffnung 7 im oberen Abschnitt des Gehäuses 1 erleichtert eine Kontrolle über den Verbindungszustand zwischen den Führungselektroden und den Außenelektroden der piezoelektrischen Vorrichtung 106, solange die piezoelektrische Vorrichtung 106 im Gehäuse 1 aufgenommen ist. Außerdem können die Führungselektroden nach Bedarf (über die Öffnung 7) mit einem leitenden Kleber oder durch Löten leicht mit den Außenelektroden der piezoelektrischen Vorrichtung 106 verbunden werden.

[Zweites Ausführungsbeispiel]
Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 28 bis 33 beschrieben. Die äußere Form eines Gehäuses 21 wird zuerst beschrieben. 28 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gehäuses gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 29 zeigt eine Draufsicht des Gehäuses aus 28.
Das in den 28 und 29 gezeigte Gehäuse, die Führungselektroden 24 und 25, die Befestigungsanschlüsse 24a und 25a und ein Befestigungsanschluss 26 haben jeweils die gleichen Strukturen und Funktionen wie die der Führungselektroden 4 und 5, der Befestigungsanschlüsse 4a und 5a und des Befestigungsanschlusses 6 im ersten oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, daher wird eine entsprechende Beschreibung weggelassen.
Die strukturellen Merkmale des Gehäuses 21 gemäß dieses Ausführungsbeispiels werden als Nächstes beschrieben. 30 zeigt eine Unte nansicht des Gehäuses aus 28. 31 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 29 entlang einer Schnittlinie XI-XI. 32 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses aus 30 entlang einer Schnittlinie XII-XII.
Wie in den 30 bis 32 gezeigt, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Breite des Gehäuses 21 auf der unteren Abschnittseite kleiner als die Breite des Gehäuses 21 auf der oberen Seite. Ferner werden in diesem Ausführungsbeispiel Auskragungen 22 als erste Auskragungen in beiden Bereichen, sowohl im ersten Bereich (31) als auch im zweiten Bereich (32), verwendet sowie zur Fixierung einer piezoelektrischen Vorrichtung 106 im Gehäuse 21.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel haben die Auskragungen 22 sperrklinkenartige Teile, die im Bereich der Unterseite des Gehäuses 21 angeordnet sind, die sperrklinkenartige Teile haben rechtwinklige Teile X1 und X2, mit denen die piezoelektrische Vorrichtung 106 in Kontakt kommt. Die sperrklinkenartige Teile sind auch abgeschrägt.
Die Auskragungen 22 auf der oberen Oberflächenseite des Gehäuses 21 weisen auch rechtwinklige Teile Y1 und Y2 auf mit denen die piezoelektrische Vorrichtung 106 in Kontakt gebracht wird. Das Gehäuse 21 weist daher im ersten Ausführungsbeispiel keine Auskragung 3 auf.
In diesem Ausführungsbeispiel mit dieser Struktur des Gehäuses 21, nachdem die piezoelektrische Vorrichtung 106 in das Gehäuse 21 eingeführt ist, wird die piezoelektrische Vorrichtung 106 durch Nutzung einer Rückstellkraft Pr, die versucht, das Gehäuse 21 in die in den 30 bis 32 gezeigte Form zurückzubringen, fixiert. Im Gegensatz zu diesem Ausführungsbeispiel, nutzt das erste Ausführungsbeispiel die nach der Auslenkung der Führungselektroden erzeugte Kraft P' und die nach der Auslenkung der Harz-Auskragung erzeugte Kraft P'.
33 zeigt eine Schnittdarstellung des Gehäuses entlang einer Schnittlinie XI-XI aus 29 eines Zustands, bei dem die piezoelektri sche Vorrichtung 106 im Gehäuse 21 fixiert ist. Wenn die piezoelektrische Vorrichtung 106 in das Gehäuse 21 eingeführt wird, vergrößert sich die in den 31 und 32 gezeigte Breite W2 des Gehäuses 21 auf der unteren Seite zu der Breite W2', wie in der 33 gezeigt. Als ein Ergebnis nimmt die Form des unteren Teils des Gehäuses 21 meistens die gleiche Form (ein Rechteck) des oberen Oberflächenabschnitts des Gehäuses ein. In diesem Zustand, wenn das Gehäuse 21 selbst in die in den 30 bis 32 gezeigte Form geformt ist, sind die Seitenflächen des Gehäuses 21 in Längsrichtung außerhalb des Gehäuses gebogen. Die Auskragungen 22 können die piezoelektrische Vorrichtung 106 in Pfeilrichtung der 33 mit der Rückstellkraft Pr festklemmen, die versucht, die Seitenoberflächenbereiche in die Originalform zurückzubringen. Dies erlaubt der piezoelektrischen Vorrichtung 106 im Gehäuse 21 mit den Auskragungen 22 und den rechtwinkligen Teilen X1, X2, Y1 und Y2 an den Positionen, die den Schwingungsungsknoten der piezoelektrischen Vorrichtung 106 entsprechen, fixiert zu werden.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann eine Öffnung 27 weggelassen werden. Die Öffnung 27 ist vorzugsweise aus den im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Gründen ausgebildet.
<Effekte des zweiten Ausführungsbeispiels>

(1) Da die Rückstellkraft Pr, die versucht, die gesamten Seitenoberflächenbereiche des Gehäuses 21 in die Originalform zurückzubringen, genutzt wird, um die piezoelektrische Vorrichtung 106 zu fixieren, kann die Vorrichtung mit einer größeren Kraft als die im ersten Ausführungsbeispiel fixiert werden.
(2) Da die Rückstellkraft Pr genutzt wird, um die piezoelektrische Vorrichtung 106 zu fixieren, kann die Anordnung der Auskragung 3 im ersten Ausführungsbeispiel weggelassen werden.
(3) Da die Rückstellkraft Pr genutzt wird, um die piezoelektrische Vorrichtung 106 zu fixieren, können die Teile mit geringerer Elastizität als die Führungselektroden 4 und 5 im ersten Ausführungsbeispiel für die Führungselektroden 24 und 25 eingesetzt werden. Dies reduziert die Stückkostender Teile, die einen piezoelektrischen Wandler ausmachen.

Da die Auskragungen 22 abgeschrägt sind, kann die piezoelektrische Vorrichtung 106 leicht im Gehäuse 21 aufgenommen werden. Des Weiteren kann das Gehäuse 21 auf der Leiterplatte mit den drei Befestigungsanschlüssen montiert werden. Die Effekte sind die gleichen wie die im ersten Ausführungsbeispiel zusätzlich zu den Effekten, die durch die Anordnung der Öffnung 27 erreicht werden.
<Modifikation des Ausführungsbeispiels>
In jedem Ausführungsbeispiel wird die piezoelektrische Vorrichtung mit der in 21 gezeigten Struktur als ein Beispiel einer aufgenommenen piezoelektrischen Vorrichtung verwendet. Die Struktur, in der die Außenelektrode 103 auf dem Endbereich der piezoelektrischen Vorrichtung 106 angeordnet ist und die Führungsleitung 105 mit der Außenelektrode 103 verbunden ist, stellt keine optimale Struktur von dem Standpunkt aus dar, dass die mechanischen Schwingungen der piezoelektrischen Vorrichtung so wenig wie möglich unterdrückt werden sollten und die Zahl von Herstellungschritten für die Massenproduktion minimiert werden sollte.
Daher kann zum Beispiel die piezoelektrische Vorrichtung mit der in der 34 gezeigten Struktur, die auf der Struktur der von dem derzeitigen Anmelden eingereichten und in der japanischen Patentanmeldung Nummer 9-148232 offengelegten piezoelektrischen Vorrichtung basiert, verwendet werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die japanische Patentanmeldung mit der Nummer 9-148232 noch nicht offengelegt für eine öffentlich zugängliche Inspektion war, als die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde. Des Weiteren hat der derzeitige Anmelden die internationale Anmeldung mit der Nummer PCT/JP97/02383 (und eine taiwanesische Patentanmeldung mit der Nummer 86109729) eingereicht einschließlich der vorliegenden Anmeldung als Prioritätserklärung.
34 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Modifikation eines Teils einer Struktur einer vorher durch den derzeitigen Anmelden vorgeschlagenen piezoelektrischen Vorrichtung.
Mit Bezug auf die 34 weist der linke Innenbereich einer piezoelektrischen Vorrichtung 206 die gleiche Struktur auf, wie die der oben beschriebenen piezoelektrischen Vorrichtung 106. Eine netzartige Sekundärausgangselektrode ist in einem inneren Bereich nahe des rechten Endabschnittes der piezoelektrischen Vorrichtung 206 angeordnet und eine Außenelektrode 203 ist als eine Führungselektrode für die Ausgangselektrode auf der Oberfläche der Sekundärseite der Vorrichtung an einem Abschnitt entsprechend einem Schwingungsknoten der piezoelektrischen Vorrichtung 206 angeordnet. Wie in der 34 gezeigt, sind die Außenelektrode 203 und die netzartige Sekundärausgangselektrode miteinander über die Führungselektrode verbunden, die auf der Oberfläche der Vorrichtung angeordnet ist. Folglich sind nur die Primäreingangselektroden 201 und 202, die jeweils mit zwei Innenelektrodengruppen, mit der Außenelektrode 203 und der Führungselektrode verbunden sind, die die Außenelektrode 203 mit der netzartigen Sekundäraußenelektrode verbindet, auf der gleichen oberen Oberfläche der piezoelektrischen Vorrichtung 206 dargestellt.
Zu betrachten ist ein Fall, in dem die piezoelektrische Vorrichtung 206 mit dieser Struktur in dem Gehäuse jedes oben beschriebenen Ausführungsbeispiels aufgenommen ist.
In diesem Fall kann das Gehäuse, in dem die piezoelektrische Vorrichtung 206 fixiert werden kann, die folgende Struktur aufweisen, die auf der oben beschriebenen Struktur des Gehäuses 1 oder 21 basiert. Ausdrücklicher formuliert kann der erste Bereich des Gehäuses, der mit den Eingangselektroden 201 und 202 verbunden werden kann, die gleiche Struktur wie die des ersten Bereichs des Gehäuses 1 oder 21 aufweisen. Selbstverständlich kann der zweite Bereich des Gehäuses, der mit der Ausgangselektrode 203 auf der Sekundärseite verbunden werden kann, ein Teil (s. 19) aufweisen, das durch eine ganzheitliche Formgebung aus einem Befestigungsanschluss und einer Führungselektrode in Übereinstimmung mit der Struktur des zweiten Bereichs des Gehäuses 1 oder 21 erhalten wird. Dieses Konzept der vorliegenden Erfindung kann daher leicht auf eine Fall angewandt werden, bei dem eine piezoelektrische Vorrichtung mit einer ähnlichen Struktur zu der der piezoelektrische Vorrichtung 206 verwendet wird. Des Weiteren kann der Führungsleiter auf der Sekundärseite der piezoelektrische Vorrichtung weggelassen werden. Dies kann die Anzahl der Schritte für die Massenproduktion reduzieren. Zusätzlich kann der ordnungsgemäße Betrieb der Vorrichtung als ein piezoelektrischer Wandler sichergestellt werden.
Wie oben beschrieben ist entsprechend jedem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Gehäuse bereit gestellt, das den Aufnahmeprozess für eine piezoelektrischen Wandlervorrichtung erleichtert, und das leicht auf eine Leiterplatte montiert werden kann. Dies kann die Kosten der Massenproduktion von piezoelektrischen Wandlern reduzieren.
Da viele offensichtlich in hohem maße unterschiedliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung möglich sind, ohne vom Offenbarungsgehalt und Umfang der Erfindung abzuweichen, muss verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsbeispiele der Erfindung eingeschränkt ist, jedenfalls nicht, solange dies nicht speziell durch die Ansprüche definiert wird.

Claims

Gehäuse für eine piezoelektrische Wandlervorrichtung, hergestellt aus einem Harz und angepasst, die piezoelektrische Wandlervorrichtung (106) aufzunehmen, die äußere Eingangselektroden (101, 102) umfasst, die auf einer oberen Oberfläche des genannten piezoelektrischen Wandlers in einer Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Abschnitt des genannten Gehäuses (1) eine Öffnung aufweist, in die die genannte piezoelektrische Wandlervorrichtung eingeführt ist, ein oberer Abschnitt des genannten Gehäuses (1) Führungselektroden (4, 5) umfasst, um eine Spannung an die genannten äußeren Eingangselektroden anzulegen, wobei die genannten Führungselektroden unter Verwendung elastischer Teile geformt sind, die eine Rückstellkraft erzeugen, wenn die genannten äußeren Eingangselektroden in Kontakt mit den genannten Führungselektroden gebracht werden, und Abschnitte von zwei innenseitigen Oberflächen des genannten Gehäuses, die an Positionen, die Schwingungsknoten der genannten piezoelektrischen Wandlervorrichtung entsprechen, wenn die genannte piezoelektrische Wandlervorrichtung aufgenommen ist, erste Auskragungen (2) aufweisen, die ihrerseits im Bereich der Unterseite des genannten Gehäuses angeordnete sperrklinkenartige Teile (X1, X2) aufweisen, darin die genannte piezoelektrische Wandlervorrichtung durch die Verwendung der genannten Führungselektroden, der ersten Auskragungen und der genannten sperrklinkenartigen Teile der genannten ersten Auskragungen im genannten Gehäuse gehalten ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Primärseite der genannten piezoelektrischen Wandlervorrichtung mit den genannten sperrklinkenartigen Teilen in Kontakt gebracht wird, wobei die genannten Führungselektroden die Rückstellkraft erzeugen.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt einer oberen inneren Oberfläche des genannten Gehäuses an einer Position entsprechend einem Schwingungsknoten der Sekundärseite der genannten piezoelektrischen Wandlervorrichtung, wenn die genannte piezoelektrische Wandlervorrichtung aufgenommen ist, zusätzlich eine zweite Auskragung (3) aufweist, und die Sekundärseite der genannten piezoelektrischen Wandlervorrichtung durch den Einsatz der genannten ersten Auskragungen, der genannten sperrklinkenartige Teile der genannten ersten Auskragungen und der genannten zweiten Auskragung im genannten Gehäuse gehalten ist.
Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zweite Auskragung mit dem genannten Gehäuse als integrierte Einheit geformt ist, um eine Rückstellkraft zu erzeugen, wenn die genannte piezoelektrische Wandlervorrichtung mit der genannten zweiten Auskragung in Kontakt gebracht wird, und die Sekundärseite der genannten piezoelektrischen Wandlervorrichtung mit den genannten sperrklinkenartigen Teilen dadurch in Kontakt gebracht wird, dass eine Rückstellkraft erzeugt wird, wenn der genannte piezoelektrische Wandler mit der genannten zweiten Auskragung in Kontakt gebracht wird.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten sperrklinkenartigen Teile abgeschrägt sind, um das Einfügen der genannten piezoelektrischen Wandlervorrichtung in das genannte Gehäuse zu erleichtern.
Gehäuse für eine piezoelektrische Wandlervorrichtung, hergestellt aus einem Harz und angepasst, die piezoelektrische Wandlervorrichtung (106) aufzunehmen, die äußere Eingangselektroden (101, 102) umfasst, die auf einer oberen Oberfläche des genannten piezoelektrischen Wandlers in einer Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Abschnitt des genannten Gehäuses (21) eine Öffnung aufweist, in die die genannte piezoelektrische Wandlervorrichtung eingeführt ist, ein oberer Abschnitt des genannten Gehäuses (1) Führungselektroden (24, 25) umfasst, um eine Spannung an die genannten äußeren Eingangselektroden anzulegen, wobei die genannten Führungselektroden unter Verwendung elastischer Teile geformt sind, die eine Rückstellkraft erzeugen, wenn die genannten äußeren Eingangselektroden in Kontakt mit den genannten Führungselektroden gebracht werden, und Abschnitte von zwei innenseitigen Oberflächen des genannten Gehäuses, die an Positionen, die Schwingungsknoten der genannten piezoelektrischen Wandlervorrichtung entsprechen, wenn die genannte piezoelektrische Wandlervorrichtung aufgenommen ist, erste Auskragungen (2) aufweisen, die ihrerseits im Bereich der Unterseite des genannten Gehäuses angeordnete sperrklinkenartige Teile (X1, X2) und auf der oberen Oberflächenseite des Gehäuses rechtwinklige Teile (Y1, Y2) aufweisen, darin die genannte piezoelektrische Wandlervorrichtung im genannten Gehäuse durch die Verwendung der genannten Auskragungen gehalten ist.
Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Abschnitte der genannten Auskragungen, die auf einer Unterseite des genannten Gehäuses angeordnet sind, abgeschrägt sind, um das Einfügen der genannten piezoelektrischen Wandlervorrichtung in das genannte Gehäuse zu erleichtern.
Gehäuse nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gehäuse aus einem flexiblen Harz geformt ist, und die genannte piezoelektrische Wandlervorrichtung durch die genannten Auskragungen fest geklemmt wird, dadurch dass Rückstellkräfte auf den genannten zwei Seitenflächen des genannten Gehäuses erzeugt werden, wenn die genannte piezoelektrische Wandlervorrichtung in dem genannten Gehäuse aufgenommen wird.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Führungselektroden und zur Montage des genannten Gehäuses auf einer Leiterplatte verwendete Befestigungsanschlüsse (4a, 5a, 24a, 25a) als integrierte Einheit ausgebildet sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endbereich der genannten Führungselektrode an einer Position entsprechend einem Schwingungsknoten der Primärseite der genannten piezoelektrischen Wandlervorrichtung mit der genannten äußeren Eingangselektrode in Kontakt kommt.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Führungsleiter (105) aufweist, der mit einer sekundären Außenelektrode (103) der genannten piezoelektrischen Wandlervorrichtung verbunden ist und Befestigungsanschlüsse (6, 26) zur Montage des genannten Gehäuses auf einer Leiterplatte verwendet sind.
Gehäuse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Befestigungsanschlüsse eine Auskragung (6a, 26a) zum Halten des Führungsleiters umfassen.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (7, 27) oberhalb der genannten Führungselektrode des genannten Gehäuses angeordnet ist.
Gehäuse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil oder die gesamte Öffnung mit einer Isolierfolie bedeckt ist.