JP2000217374A - Piezoelectric actuator - Google Patents
Piezoelectric actuatorInfo
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- Reciprocating Pumps (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric actuator in which a diaphragm on which a piezoelectric element is mounted is provided in a case.
【0002】[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。2. Description of the Related Art In general, a piezoelectric actuator of this type uses a thermo-resistive element provided in a pair of left and right gas flows in a gas passage when an angular velocity acts on a sensor body. The sensor body is an ultra-small gas type angular velocity sensor formed by micromachining, which is electrically detected as a change in resistance and determines the magnitude and direction of the angular velocity at that time, and it is located in the gas passage. It is used as a pump to supply a constant gas flow.
【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。[0003] However, in such a piezoelectric type actuator, extremely high processing accuracy is required to stabilize the operation characteristics.
【0004】従来の圧電型アクチュエータは、図5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。As shown in FIG. 5, a conventional piezoelectric actuator has a configuration in which a peripheral edge of a diaphragm 2 to which a piezoelectric element 1 is attached is sandwiched between an upper case 3 and a lower case 4. The lower case 4 and the lower case 4 are connected by caulking, welding, screwing, or the like.
【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を金属によって精密加工するよ
うにしているが、加工性が悪くなっている。At this time, the vibration characteristics of the diaphragm 2 are slightly changed depending on the state of the connection between the upper case 3 and the lower case 4. Therefore, each of the cases 3 and 4 is precisely machined with metal. Workability is poor.
【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成形したものでは、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
してしまうという問題がある。In the case where the upper case 3 and the lower case 4 are formed of synthetic resin in order to improve the workability, the processing accuracy of the surface holding the diaphragm 2 is deteriorated, and the characteristics are varied. The characteristics change due to wear of the holding surface due to the vibration of No. 2. Also, the coefficient of thermal expansion of the resin is far apart from the material of the diaphragm 2,
There is a problem that the sandwiching state of the diaphragm 2 changes depending on the temperature and the characteristics change.
【0007】[0007]
【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悪くなり、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などして特性が変化してしまうこ
とである。The problem to be solved is that the upper case and the lower case, which hold the periphery of the diaphragm on which the piezoelectric element is mounted, are precisely machined with metal so that there is no variation in characteristics. If the upper case and the lower case are molded with synthetic resin to improve the processability, the characteristics will change due to poor processing accuracy or wear of the clamping surface of the diaphragm. It is to be.
【0008】[0008]
【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べく、振動板の周縁を金属製のリン
グによって支持したうえで、その金属製のリングを合成
樹脂製のケース内に設置するようにしている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to prevent the characteristics from changing even when the vibration plate to which the piezoelectric element is attached is installed in a case, even if the case is made of synthetic resin. After the peripheral edge of the diaphragm is supported by a metal ring, the metal ring is placed in a synthetic resin case.
【0009】[0009]
【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、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とによって構成され
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a piezoelectric actuator according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, a vibrating plate 2 to which a piezoelectric element 1 is attached and a pair of metal members sandwiching the peripheral edge of the vibrating plate 2 are provided. Inner ring 5, 6 and a synthetic resin upper case 3 in which a groove 7 in which one inner ring 5 fits is formed, and a synthetic resin in which a groove 8 in which the other inner ring 6 fits are formed. And the lower case 4.
【0010】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のリード13の外部引出し孔である。Here, a configuration in which a piezoelectric actuator is used as a pump is shown. In the upper case 3, a gas inlet 9 and a gas outlet 10 are provided.
A gas chamber 11 is formed inside the case where the upper case 3 and the lower case 4 are assembled. In the figure, reference numeral 12 denotes an external lead hole of the lead 13 of the piezoelectric element 1.
【0011】このような構成による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。In the piezoelectric actuator having such a configuration, the inner ring 5 is fitted into the groove 7 on the upper case 3 side, and the inner ring 6 is fitted into the groove 8 on the lower case 4 side. The upper case 3 and the lower case 4 are joined by holding the diaphragm 2 therebetween.
【0012】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。At this time, if the inner ring 5 is inserted into the groove 7 on the upper case 3 side and the inner ring 6 is inserted into the groove 8 on the lower case 4 in advance, it is possible to assemble at the time of assembling. Workability is improved.
【0013】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。The upper case 3 and the lower case 4 are joined by bonding with an adhesive, ultrasonic welding, heat caulking, screwing, or the like.
【0014】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。As described above, according to the present invention, when the diaphragm 2 is installed in the case composed of the upper case 3 and the lower case 4 made of synthetic resin, the peripheral edge of the diaphragm 2 is formed by the inner ring 5 made of metal. 6 so that the processing accuracy of the holding surface of the diaphragm 2 is sufficiently maintained.
A material having stable vibration characteristics can be manufactured with good workability without causing wear on the holding surface. Further, the thermal expansion coefficients of the inner rings 5 and 6 can be made substantially the same as those of the diaphragm 2, and it is possible to prevent a change in the vibration characteristics due to a change in the sandwiching state of the diaphragm 2 due to the temperature.
【0015】また、図3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。FIG. 3 shows another example of the structure of the piezoelectric actuator according to the present invention. In this case, the peripheral edge of the diaphragm 2 is previously formed with a pair of metal inner rings 14 and 14.
What is clamped between 15 by caulking is placed in a case composed of an upper case 3 and a lower case 4 made of synthetic resin.
【0016】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4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をその各端部がその壁部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。When the peripheral portion of the diaphragm 2 is sandwiched between the pair of inner rings 14 and 15, one of the inner rings 14 fitted in the groove 8 on the lower case 4 side has the peripheral portion as shown in FIG. The diaphragm 2 and the other inner ring 15 are placed on the inner ring 14 such that each end of the diaphragm 2 and the other inner ring 15 are in contact with the wall 16. The tip of the portion 16 is bent and swaged.
【0017】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。The groove 7 on the upper case 3 side and the lower case 4
The upper case 3 and the lower case 4 are assembled by fitting the inner rings 14 and 15 integrated so as to clamp the vibration plate 2 by caulking between the upper case 3 and the lower case 4.
【0018】したがって、この構成によれば、特に、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、振動特性が安定したものを
加工性良く量産することができるようになる。Therefore, according to this configuration, in particular, the one in which the peripheral portion of the diaphragm 2 is sandwiched between the pair of inner rings 14 and 15 by caulking in advance is assembled in the case, so that the diaphragm can be easily formed. The pinching state of the peripheral edge of No. 2 can be made constant, and those having stable vibration characteristics can be mass-produced with good workability.
【0019】[0019]
【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の周縁を金属
製のリングによって支持し、その金属製のリングを合成
樹脂製のケース内に設置するように構成したもので、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
るという利点を有している。As described above, in the piezoelectric actuator according to the present invention, the peripheral edge of the vibration plate to which the piezoelectric element is attached is supported by a metal ring, and the metal ring is set in a synthetic resin case. With such a configuration, there is an advantage that a product having stable vibration characteristics can be manufactured with good workability.
【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。FIG. 1 is a front sectional view showing one embodiment of a piezoelectric actuator according to the present invention.
【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。FIG. 2 is an exploded perspective view of the piezoelectric actuator according to the embodiment.
【図3】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。FIG. 3 is a front sectional view showing another embodiment of the piezoelectric actuator according to the present invention.
【図4】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。FIG. 4 is a diagram showing a process of clamping a peripheral portion of the diaphragm between a pair of inner rings by caulking.
【図5】従来の圧電型アクチュエータを示す正断面図で
ある。FIG. 5 is a front sectional view showing a conventional piezoelectric actuator.
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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric element 2 Diaphragm 3 Upper case 4 Lower case 5 Inner ring 6 Inner ring 9 Inlet 10 Outlet 14 Inner ring 15 Inner ring 16 Wall
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 清 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 平山 心祐 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 鈴鹿 純一 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 櫻井 隆行 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Fターム(参考) 3H075 AA18 BB04 CC32 CC40 DA05 DB02 DB49 5J108 AA06 CC02 GG02 GG18 KK03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kiyoshi Kato 1-4-1 Chuo, Wako, Saitama Prefecture Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Shinsuke Hirayama 1-4-1 Chuo, Wako, Saitama No. Within Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Suzuka 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture Inside Japan Specialty Ceramics Co., Ltd. No. 18 F-term in Japan Special Ceramics Co., Ltd. (reference) 3H075 AA18 BB04 CC32 CC40 DA05 DB02 DB49 5J108 AA06 CC02 GG02 GG18 KK03
Claims (4)
を金属製のリングによって支持し、その金属製のリング
を合成樹脂製のケース内に設置するように構成した圧電
型アクチュエータ。1. A piezoelectric actuator in which a peripheral edge of a diaphragm to which a piezoelectric element is attached is supported by a metal ring, and the metal ring is set in a synthetic resin case.
によって、振動板の周縁を一対の金属製のリング間に挟
持させ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。2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein an upper case and a lower case are assembled so that a peripheral edge of the diaphragm is sandwiched between a pair of metal rings.
する壁部を設けて、そのリング上に振動板および他方の
金属製のリングを載置したうえで、その壁部の先端を折
り曲げてかしめることによって一対の金属製のリング間
に振動板を挟持させ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。3. One of the metal rings is provided with a wall projecting from the periphery thereof, and the diaphragm and the other metal ring are placed on the ring, and the end of the wall is bent. 2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the diaphragm is clamped between a pair of metal rings by swaging.
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。4. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the case has a sealed structure, and the case is provided with a gas inlet and a gas outlet and used as a pump.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05305999A JP4341046B2 (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Piezoelectric actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05305999A JP4341046B2 (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Piezoelectric actuator |
Publications (2)
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---|---|
JP2000217374A true JP2000217374A (en) | 2000-08-04 |
JP4341046B2 JP4341046B2 (en) | 2009-10-07 |
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ID=12932289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05305999A Expired - Fee Related JP4341046B2 (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Piezoelectric actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4341046B2 (en) |
-
1999
- 1999-01-21 JP JP05305999A patent/JP4341046B2/en not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP4341046B2 (en) | 2009-10-07 |
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