JP2000287468A - 圧電アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電素子を積層した振動板を筐体内に設け、
振動板を振動させることにより駆動する圧電型アクチュ
エータにおいて、電源供給装置との接続等に伴って発生
する外力を受けても、振動板が正常に駆動できるように
する。 【解決手段】 圧電アクチュエータ２は、圧電素子１０
を積層した振動板８と、振動板８を挟持する金属製の支
持リング１２ａと、共にＡＢＳ樹脂製のアッパケース４
およびロワケース６とを備える。アッパケース４にはピ
ン状の接続端子１６ａが突設され、接続端子１６ａと圧
電素子１０とはリード線１４ａで接続される。また、支
持リング１２ａはアッパケース４とロワケース６とに挟
持固定される。そして、支持リング１２ａからはピン状
の接続端子１６ｂが延設され、アッパケース４に穿設さ
れた通孔４ｅを介して外部に突出している。圧電素子１
０を駆動させるには、各接続端子１６ａ，１６ｂに交流
駆動電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子が積層さ
れた振動板を筐体内に収納した圧電アクチュエータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、角速度検出装置の一つとし
て、一定方向に噴出されたガス流に対して、移動体の進
行方向の変化による角速度が作用したときのガス流の偏
向状態を、ヒートワイヤ等からなる感温素子を用いて電
気的に検出するようにしたガス式角速度検出器が知られ
ている（特開平２−１３０４７４号公報，特開平３−２
９８５８号公報，特開平３−２５５９６１号公報等参
照）。

【０００３】また、この種の角速度検出装置では、上記
各公報に開示されているように、角速度検出用のガス流
を生成するためのポンプとして、圧電素子が積層された
振動板を、ガスの吸入孔及び排出孔を備えた密閉筐体内
に収納し、振動板の振動によって、吸入孔からガスを吸
入し、排出孔からガスを吐出するように構成された圧電
アクチュエータが使用されている。

【０００４】従来の圧電アクチュエータは、圧電素子が
積層された振動板の周縁を、密閉筐体を構成する上ケー
スと下ケースとの間に挟持させるようにして、その上ケ
ースと下ケースを加締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た。

【０００５】また、圧電アクチュエータを駆動させるに
は、振動板に積層された圧電素子の表・裏面（詳しくは
振動板への積層面と振動板とは反対側の面）に交流駆動
電圧を印加し、圧電素子を伸縮させる必要がある。その
ため、従来では、圧電素子の振動板とは反対側の表面に
リード線を接続し、このリード線と圧電素子が積層され
た振動板との間に交流駆動電圧を印加することにより、
圧電素子を伸縮させ、その伸縮により振動板を振動させ
るようにしている。

【０００６】そして、リード線をケースの外部に引き出
すために、密閉筐体（上ケース又は下ケース）には、リ
ード線を挿通するためのリード線挿通孔が設けられ、こ
のリード線挿通孔を介してリード線を外部に引き出すよ
うにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、圧電アクチ
ュエータを角速度検出装置等に組み付けたり、圧電アク
チュエータを駆動させるために電源装置に接続する場合
に、リード線に強い力が加わると、その力が振動板に伝
わり、振動板の振動特性が変化するとか、リード線が圧
電素子から外れてしまい、使用不可能になる、といった
問題があった。

【０００８】このため、従来の圧電アクチュエータを取
り扱う際には、リード線に強い力（引っ張り力）が加わ
ることのないよう、細心の注意を払う必要があり、圧電
アクチュエータを取り扱う際の作業性の低下を招いてい
た。本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであ
り、圧電素子を積層した振動板を筐体内に収納した圧電
アクチュエータにおいて、筐体に外力が加わっても、振
動板の振動特性が変化することなく、常に正常動作でき
るようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段，発明の実施の形態及び発
明の効果】かかる目的を達成するためになされた請求項
１に記載の発明は、板面中央に該圧電素子が積層された
振動板と、前記圧電素子の前記振動板とは反対側に接続
された電源供給用の第１のリード線と、前記振動板の周
縁を挟持して収納するように構成された筐体とを備えた
圧電アクチュエータであって、前記筐体に、前記第１の
リード線と接続され、該筐体の外側から前記圧電素子に
駆動電圧を印加するための第１の接続端子を設けたこと
を特徴とする。

【００１０】このように、請求項１記載の圧電アクチュ
エータにおいては、圧電素子に接続された第１のリード
線が、筐体に設けられた第１の接続端子と接続されてい
ることから、筐体の外部にて発生して第１の接続端子に
まで及んだ外力は、この第１の接続端子に接続された第
１のリード線に伝わることはない。

【００１１】このため、請求項１記載の圧電アクチュエ
ータによれば、圧電アクチュエータを角速度検出装置等
の使用対象物に組み付けたり、第１の接続端子に電源供
給装置の電源供給線を接続する際に、第１の接続端子が
引っ張られても、その力がリード線を介して振動板に伝
わって、振動板の振動特性が変化したり、第１のリード
線が圧電素子から外れてしまうのを、確実に防止するこ
とができる。

【００１２】尚、第１の接続端子に電源供給装置の電源
供給線を接続し易くするために、第１の接続端子を筐体
から外側へ適度に突出させて設けるとよい。更に、第１
の接続端子自体に適度な大きさの通孔を設けておくと、
電源供給線を接続する際に、この通孔に電源供給線を通
して固定できるので便利である。その際、半田付け、ね
じ止め等の固定手段を併用すれば強固に固定することが
できる。

【００１３】そして、第１の接続端子を筐体に設けるに
は、ねじ止め，接着等、種々の固定手段が考えられる
が、請求項２に記載のように、筐体に埋設すると、確実
に固定することが可能である。例えば、金属製の筐体を
有する圧電アクチュエータの場合では、第１の接続端子
における埋設箇所を絶縁加工しておけば容易に埋設でき
る。

【００１４】ところで、筐体に第１の接続端子を埋設す
るには、あらかじめ、埋設用の凹部を筐体に設けておく
必要がある。また、圧電アクチュエータはポンプとして
構成されることが多く、その場合には、筐体に、吸入
孔，排出孔等を設ける必要がある。しかし、従来のよう
に、筐体が金属製の場合には、これらの複雑な形状を加
工するのが難しかった。

【００１５】そこで、請求項３に記載のように、筐体を
合成樹脂にて構成すれば、複雑な形状がモールド成形等
の方法により容易に形成することができ、生産性の向上
を図ることができる。しかも、圧電アクチュエータ自体
の軽量化が実現でき、且つ、製造コストを低減できるこ
とにもなる。

【００１６】ところで、圧電アクチュエータを駆動させ
るには、圧電素子の表・裏面に交流駆動電圧を印加する
必要があり、そのためには、リード線と振動板との間に
交流駆動電圧を印加する必要がある。そして、従来の圧
電アクチュエータのように筐体を金属製にすれば、振動
板周縁を筐体にて挟持させ、この筐体とリード線との間
に交流駆動電圧を印加すれば、圧電素子を駆動して振動
板を振動させることができる。

【００１７】しかし、筐体を合成樹脂にて形成した場合
には、筐体にて振動板周縁を挟持しても、筐体を介し
て、振動板（曳いては圧電素子）に交流の駆動電圧を印
加することができない。また、圧電素子への電圧印加に
よって振動板を振動させるには、振動板の振動が周囲に
漏れないように、振動板周縁を硬い金属でしっかりと挟
持する必要があり、筐体を合成樹脂にて構成し、筐体単
体で振動板周縁を挟持するようにすると、振動板を所望
の振動特性で振動させることができない。

【００１８】そこで、本発明（請求項３）のように、振
動板周縁を金属製の環状部材にて挟持した状態で、前記
筐体内に収納すればよい。つまり、このように構成すれ
ば、振動板周縁が金属製の環状部材にて挟持されるの
で、振動板の振動特性を確保することができ、しかも、
圧電素子の振動板への積層面には、振動板周縁を挟持し
た環状部材を介して電圧を印加できるので、圧電素子へ
の交流の駆動電圧の印加経路を容易に確保することがで
きる。

【００１９】また、請求項４に記載のように、前記圧電
素子に、前記振動板側より電源を供給するための第２の
接続端子を前記筐体に設けてもよい。そして、請求項５
に記載のように、この第２の接続端子と振動板とを第２
のリード線にて接続して、圧電素子へ駆動電圧を印加す
るようにしてもよい。あるいは、請求項６に記載のよう
に、第２の接続端子と金属製の環状部材とを第２のリー
ド線にて接続してもよい。

【００２０】このように、第２の接続端子を設けること
で、圧電素子への駆動電圧の印加経路を容易に確保でき
るだけでなく、第１の接続端子を設けた場合と同様に、
筐体の外部にて発生して第２の接続端子にまで及んだ外
力は、この第２の接続端子と振動板（あるいは、環状部
材）との間を接続する第２のリード線に伝わることがな
く、振動板の振動特性が変化したりすることがない。

【００２１】また、第２の接続端子に電源供給線を接続
し易くするために、第２の接続端子を筐体から外側へ適
度に突出させて設けるとよい。更に、第２の接続端子自
体に適度な大きさの通孔を設けておくと、電源供給線を
接続する際に、この通孔に電源供給線を通して固定でき
るので便利である。その際、半田付け、ねじ止め等の固
定手段を併用すれば強固に固定することができる。

【００２２】そして、請求項７に記載のように、第２の
接続端子を筐体に埋設すると、筐体に確実に固定するこ
とができる。また、請求項８に記載のように、第２の接
続端子を環状部材に直接設け、第２の接続端子を筐体の
外部へ突出させるための通孔を筐体に設けるとなおよ
い。

【００２３】このようにすると、第２の接続端子に外力
が加わっても、振動板が環状部材に挟持固定されている
ため、外力が伝わらず、振動板の共振特性に悪影響を与
えることがない。また、本発明（請求項８）の圧電アク
チュエータを組み立てる場合には、第２の接続端子が設
けられた部分を筐体に設けた通孔から突出させ、環状部
材自体を筐体に固定すればよいので、先に述べた第２の
リード線を用いた場合よりも、組立が容易となるため、
本発明（請求項８）の圧電アクチュエータは生産性がよ
りよい。

【００２４】そして、第２の接続端子を環状部材に設け
る手段は種々考えられる。例えば、それぞれ別個の２部
品にて構成された第２の接続端子と環状部材とを互いに
溶接にて固定してもよい。しかし、強度上からは、鋳造
または鍛造等にて、第２の接続端子と環状部材とを一体
に形成するのが望ましい。

【００２５】また、第１，第２の接続端子を筐体に設け
る際には、これら第１，第２の接続端子が互いに導通し
ない間隔を空けて配置し、しかも、できるだけ一カ所に
集中させて配置しておけば、電源供給装置との接続が容
易に行えて便利である。また、電源供給線の先端部にコ
ネクタが接続されている場合には、請求項９に記載のよ
うに、第１，第２の接続端子の配置間隔をそのコネクタ
に合わせておけば、圧電アクチュエータと電源供給装置
との接続、あるいは圧電アクチュエータを電源供給装置
から切断するのが簡単である。尚、コネクタは、確実に
接続可能であれば、内側に凹状を成すソケット型、ある
いは、外側に凸状を成すピン型等、どのように形成して
もよい。そして、第１，第２の接続端子は、このコネク
タ形状に嵌合するように構成すればよい。

【００２６】ところで、請求項１０に記載のように、こ
のコネクタを利用して電源供給装置の回路基板に圧電ア
クチュエータを直接固定してもよい。その場合には、電
源供給線との接続作業がなくなり、取付作業自体を一作
業に集約することが可能となるので、圧電アクチュエー
タの着脱作業が容易となる。

【００２７】更に、回路基板に、圧電アクチュエータの
筐体自体を収納するソケットを設け、そのソケット内部
に第１，第２の接続端子を接続するためのコネクタを設
けるようにすれば、圧電アクチュエータの着脱の方向が
定まるので、着脱作業がさらに容易となり、しかも、ソ
ケットに筐体を収納するので、筐体に外力が加わるのを
確実に防止することが可能となる。したがって、振動板
は最適な共振特性を維持しながら振動することが可能と
なる。尚、角速度検出装置等の使用対象物にソケットを
設けて組み付るようにしてもよい。

【００２８】また、本発明（請求項１〜１０）の圧電ア
クチュエータは、振動板の形状，板厚，材質、或いは振
動板の周縁を挟持する挟持力等によって、振動板の振動
特性（共振周波数）が決まるため、これらのパラメータ
を適宜設定することにより、振動板の振動特性を任意に
設定することができる。このため、本発明の圧電アクチ
ュエータは、前述したポンプとして使用する以外にも、
例えば、振動板の振動により所定の周波数帯の音波（例
えば超音波）を発生する音波発生器として構成し、超音
波洗浄機や加湿機（霧化機）の駆動源として使用するこ
ともできる。

【００２９】そして、特に、前述した角速度検出装置用
のポンプとして使用する場合には、請求項１１に記載の
ように、筐体を密閉構造とし、この筐体の外壁に、ガス
の吸入孔及び排出孔を設けて、振動板の振動によりガス
を吸入孔から筐体内部に吸入し、排出孔からガスを吐出
するように構成すればよい。

【００３０】

【実施例】（第１実施例）以下に本発明の第１実施例を
図面と共に説明する。図１は、前述のポンプとして構成
された第１実施例の圧電アクチュエータの構成を表し、
（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＸ−Ｘ線断
面図である。

【００３１】図１に示すように、本実施例の圧電アクチ
ュエータ２は、中央に凹部４ａを有し、円皿状を呈する
合成樹脂製のアッパケース４と、円盤状を呈する合成樹
脂製のロワケース６と、これら各ケース４，６の内側に
おいて互いに対向配置することにより形成されるポンプ
室を２分する金属製の振動板８と、振動板８の周縁を挟
持する金属製の環状部材である一対の支持リング１２
ａ，１２ｂとを備える。

【００３２】振動板８は、扁平な円盤状に形成されてお
り、アッパケース４側の板面中央には、圧電素子１０が
積層されている。圧電素子１０は、ＰＺＴ等の圧電体の
表・裏面に電極を形成したものであり、圧電素子１０の
振動板とは反対側（表面）には、振動板８の振動特性に
対応した周波数の交流駆動電圧を印加するためのリード
線１４ａが、半田付け，ろう付け或いは溶接等により接
続されている。尚、リード線１４ａは、導電線をシリコ
ンゴム等の絶縁材にて被覆した被覆線であり、後述する
第１の接続端子であるピン状の接続端子１６ａに接続さ
れている。

【００３３】支持リング１２ａは、内側に振動板８を設
置できるように、その断面形状が階段状を呈しており、
更に、支持リング１２ａ上端の外側端部周縁には、加締
め用の薄板部Ｐが形成されている。また、支持リング１
２ｂは、断面形状が略長方形となるように形成されてい
る。

【００３４】そして、振動板８は、まず振動板８を支持
リング１２ａの内側に設置し、その上から支持リング１
２ｂを設置し、支持リング１２ａの薄板部Ｐを内側に折
り曲がるように所定の治具にて加締めることにより、そ
の周縁が、支持リング１２ａ，１２ｂに挟持され、支持
リング１２ａ，１２ｂと一体化されている。

【００３５】また、このように支持リング１２ａ，１２
ｂと一体化された振動板８は、支持リング１２ａ，１２
ｂが各ケース４，６の凹部２０ａ，２０ｂにて挟持され
ることにより、ポンプ室内に固定され、ポンプ室を上下
２室に分離している。尚、支持リング１２ａを介して振
動板８（延いては圧電素子１０の振動板８側電極）に交
流駆動電圧を印加するために、後述する第２の接続端子
であるピン状の接続端子１６ｂが、支持リング１２ａの
側壁から外側方向に延設されている。また、各接続端子
１６ａ，１６ｂは、互いに間隔を空けた状態で、縦方向
に並列配置されている。

【００３６】次に、アッパケース４の凹部４ａのうち、
リード線１４ａが圧電素子１０に半田付けされる部分
は、段差を付けてより大きく凹んでおり、その凹部の上
壁には、ポンプ室内に外気を導入するための吸入孔４ｄ
が穿設されている。また、アッパケース４の凹部４ａの
側上壁には、リード線１４ａを外部に引き出すためのリ
ード線挿通孔４ｃが穿設されている。そして、アッパケ
ース４において、支持リング１２ａから接続端子１６ｂ
が延出している部分に対応する箇所には、接続端子１６
ｂをアッパケース４の外部に突出させるための通孔４ｅ
が穿設されている。

【００３７】そして、アッパケース４の凹部４ａにおい
て、振動板８と対向する対向面の吸入孔４ｄとは離れた
位置には、ポンプ室内のガスを排出するための吹出ノズ
ル１８が形成され、吹出ノズル１８に穿設された排出孔
１８ａから、ポンプ室内のガスを真っ直ぐ吐出できるよ
うにされている。そして、振動板８の排出孔１８ａとの
対向位置には連通孔８ａが穿設され、この連通孔８ａに
て、アッパケース４の凹部４ａにて形成される一方のポ
ンプ室と、ロワケース６側に形成される他方のポンプ室
とが連通されている。

【００３８】また、アッパケース４の周縁でロワケース
６に当接する当接部分には、凸条４ｂが形成され、ロワ
ケース６においてアッパケース４に当接する当接部分に
は、凸条４ｂに対応する溝部６ｂが形成されている。そ
して、アッパケース４とロワケース６とは、凸条４ａを
溝部４ｂに嵌合させ、接着剤や溶着（例えば、超音波溶
着等）により互いに接合させることにより一体化され、
密閉筐体を構成している。

【００３９】そして、アッパケース４の外側において、
リード線挿通孔４ｃの開口部分の下隣には、接続端子１
６ａが突設されている。尚、接続端子１６ａは先端部が
丸みを帯びたピン状を成し、真鍮にて形成されている。
また、接続端子１６ａの基端部は、この基端部に対応し
た形状を有するようにアッパケース４に形成された凹部
２２ａに埋設固定されている。そして、アッパケース４
から突出した接続端子１６ａの根本には、リード線１４
ａが半田付け，ろう付け或いは溶接等により接続されて
いる。

【００４０】尚、接続端子１６ａの基端部を埋設固定す
る際に他の固定手段を併用することで強固に接続端子１
６ａを固定することが可能である。例えば、基端部付近
に突状部を設け、その突状部に対応する窪部を凹部２２
ａの内側に設けることにより、突状部と窪部とを嵌合固
定するようにしてもよい。ただし、接続端子１６ａを確
実に動かないように固定するには、突状部と窪部とを嵌
合させる際に、突状部と窪部との間に隙間が発生しない
ように、突状部と窪部とを形成する必要がある。

【００４１】そして、より確実に、しかも、簡便に接続
端子１６ａの基端部を固定するには、接着剤を用いるの
が好ましい。接着剤を使用するには、基端部にあらかじ
め接着剤を塗布しておき、その状態の基端部を凹部２２
ａに挿入し、埋設するようにすればよい。接着剤が固化
した後では、接続端子１６ａは動くことなく固定される
ようになる。

【００４２】一方、支持リング１２ａから延設された接
続端子１６ｂにおいて、アッパケース４から突出した部
分は、接続端子１６ａと同様の形状および大きさを有す
る。そして、接続端子１６ｂの形成材料には支持リング
１２ａと同じＦｅ４２Ｎｉが用いられている。また、接
続端子１６ｂは支持リング１２ａの一部を折り曲げ、更
に、丸みを加える等の処理を施すことにより形成されて
いる。また、アッパケース４に設けられた通孔４ｅは、
接続端子１６ｂの形状に対応するように形成され、接続
端子１６ｂをアッパケース４にて密着固定できるように
なっている。尚、接続端子１６ｂは、支持リング１２ａ
自体がアッパケース４とロワケース６とに挟持固定され
ているため、それ自体固定された状態ではあるが、より
確実に固定させるためには、接着剤を併用するとよい。
つまり、接続端子１６ｂにおいて通孔４ｅと接触する部
分に接着を用いると、接続端子１６ｂが動くことなく固
定されるようになる。

【００４３】ところで、アッパケース４およびロワケー
ス６に施した複雑な形状は、アッパケース４およびロワ
ケース６の構成材料にＡＢＳ樹脂が使用されているた
め、モールド成形にて容易に形成することが可能であ
る。また、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂を使用することに
より、軽量化を実現することができるため製造コストを
低減することが可能となる。

【００４４】以上説明したように、第１実施例の圧電ア
クチュエータ２では、アッパケース４の外部に引き出さ
れたリード線１４ａは、基端部をアッパケース４に埋設
固定した接続端子１６ａに接続されているため、圧電ア
クチュエータ２の外部にて発生した外力はリード線１４
ａに直接的に伝わることはない。また、接続端子１６ａ
に外力が加わっても、接続端子１６ａの基端部がアッパ
ケース４に固定されているため、接続端子１６ａに接続
されたリード線１４ａには外力が間接的にも伝わること
がない。このように、接続端子１６ａを設けることによ
り、接続されたリード線１４ａに外力が伝わることがな
いので、リード線１４ａが接続された圧電素子１０の駆
動を阻害することがなく、かつ圧電素子１０が積層され
た振動板８の振動を阻害することがない。

【００４５】また、支持リング１２ａから延設された接
続端子１６ｂは、接続端子１６ｂ自体がアッパケース４
の通孔４ｅに密着固定され、支持リング１２ａ自体がア
ッパケース４とロワケース６とに挟持固定されているた
め、圧電アクチュエータ２の外部にて発生した外力が接
続端子１６ｂに加わっても、その外力は支持リング１２
ａに伝わることがない。このように、接続端子１６ｂを
設けることにより、支持リング１２ａに外力が伝わるこ
とがないので、支持リング１２ａに挟持固定された振動
板８の振動を阻害することがなく、しかも、積層した圧
電素子１０の駆動を阻害することがない。

【００４６】したがって、接続端子１６ａまたは接続端
子１６ｂを設けることにより、圧電アクチュエータ２に
外力が発生しても、圧電素子１０は本来有している駆動
能力を十分に発揮することができ、振動板８も本来有し
ている共振特性を十分に発揮することが可能となる。

【００４７】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
を図面と共に説明する。図２は、第１実施例の圧電アク
チュエータ２と同様に、ポンプとして構成された第２実
施例の圧電アクチュエータの構成を表す断面図である。
尚、第２実施例の圧電アクチュエータ３０の平面図は、
図１（ａ）に示したものと同様であるため省略する。ま
た、図２に示した圧電アクチュエータ３０の断面図は、
図１（ａ）に示した圧電アクチュエータ２におけるＸ−
Ｘ線と同じ位置での縦断面を示す。尚、第２実施例にお
いて、第１実施例と同じ構成部材については符号を等し
くしてその詳細な説明を省略する。

【００４８】第２実施例の圧電アクチュエータ３０にお
いて、図１に示した第１実施例の圧電アクチュエータ２
と異なるのは、圧電アクチュエータ３０では、接続端子
１６ｂが独立して設けられ、しかも、接続端子１６ｂと
支持リング１２ａとの間がリード線１４ｂにて互いに接
続されている点にある。

【００４９】そして、圧電アクチュエータ３０に設けら
れた接続端子１６ｂは、接続端子１６ａと同一の形状お
よび大きさを成し、真鍮にて形成されている。また、ア
ッパケース４に接続端子１６ａを設けた手段と同様の手
段にて、接続端子１６ｂアッパケース４に設けられてい
る。

【００５０】つまり、アッパケース４の外側において、
接続端子１６ａから間隔を置い下方には、接続端子１６
ａと並列配置されるように接続端子１６ｂが突設されて
いる。また、接続端子１６ｂの基端部は、この基端部に
対応した形状を有するようにアッパケース４に形成され
た凹部２２ｂに埋設固定されている。

【００５１】一方、支持リング１２ａの側壁には、リー
ド線１４ｂが半田付け，ろう付け或いは溶接等により接
続されている。また、アッパケース４において、支持リ
ング１２ａにリード線１４ｂが接続されている部分に対
応する箇所には、リード線１４ｂをアッパケース４の外
部に引き出すためのリード線挿通孔４ｆが穿設されてい
る。

【００５２】そして、接続端子１６ｂの根本には、アッ
パケース４から引き出されたリード線１４ｂが半田付
け，ろう付け或いは溶接等により接続されている。以上
説明したように、第２実施例の圧電アクチュエータ３０
では、接続端子１６ａと同様の接続端子１６ｂがアッパ
ケース４に設けられ、接続端子１６ｂと支持リング１２
ａとを互いにリード線１４ｂにて接続することで、振動
板８に外部から駆動電源を供給することができる。

【００５３】そして、支持リング１２ａに接続されたリ
ード線１４ｂは、リード線挿通孔４ｆを介してアッパケ
ース４の外部に引き出され、基端部がアッパケース４に
埋設固定された接続端子１６ａに接続されている。その
ため、圧電アクチュエータ３０の外部にて発生した外力
はリード線１４ｂに直接的に伝わることはない。また、
接続端子１６ｂに外力が加わっても、接続端子１６ｂの
基端部がアッパケース４に固定されているため、接続端
子１６ｂに接続されたリード線１４ｂには外力が間接的
に伝わることがない。

【００５４】したがって、圧電アクチュエータ３０の外
部にて外力が発生しても、圧電素子１０は本来有してい
る駆動能力を十分に発揮することができ、振動板８も本
来有している共振特性を十分に発揮することが可能とな
る。尚、第２実施例におけるその他の作用および効果
は、第１実施例の圧電アクチュエータ２における作用お
よび効果と同様である。

【００５５】（第３実施例）次に、本発明の第３実施例
を図面と共に説明する。図３は、第１実施例の圧電アク
チュエータ２と同様に、ポンプとして構成された第３実
施例の圧電アクチュエータの構成を表す断面図である。
尚、第３実施例の圧電アクチュエータ４０の平面図は、
図１（ａ）に示したものと同様であるため省略する。ま
た、図３に示した圧電アクチュエータ４０の断面図は、
図１（ａ）に示した圧電アクチュエータ２におけるＸ−
Ｘ線と同じ位置での縦断面を示す。

【００５６】尚、第３実施例において、第１実施例およ
び第２実施例と同じ構成部材については符号を等しくし
てその詳細な説明を省略する。第３実施例の圧電アクチ
ュエータ３０において、図１に示した第１実施例の圧電
アクチュエータ２および図２に示した第２実施例の圧電
アクチュエータ３０と異なるのは、圧電アクチュエータ
４０では、接続端子１６ｂと振動板８との間を、リード
線１４ｂにて互いに接続されている点にある。

【００５７】圧電アクチュエータ４０のアッパケース４
には、第２実施例の場合と同様の接続端子１６ｂが設け
られている。そして、振動板８において、圧電素子１０
が積層された側と同じ面には、リード線１４ｂが半田付
け，ろう付け或いは溶接等により接続されている。尚、
振動板８において、リード線１４ｂを接続する位置を特
定するには、振動板８の共振特性等を考慮する必要があ
るが、その位置は、支持リング１２ａ，１２ｂにて挟持
された部分に近い部分が、共振点から外れているため好
適である。

【００５８】また、アッパケース４の凹部４ａの側上壁
において、リード線挿通孔４ｃの下方には、リード線１
４ｂを外部に引き出すためのリード線挿通孔４ｇが穿設
され、その出口は接続端子１６ｂの上隣（即ち、接続端
子１６ａの下方）に設けられている。

【００５９】そして、接続端子１６ｂの根本には、アッ
パケース４から引き出されたリード線１４ｂが、半田付
け，ろう付け或いは溶接等により接続されている。以上
説明したように、第３実施例の圧電アクチュエータ４０
では、接続端子１６ａと同様の接続端子１６ｂがアッパ
ケース４に設けられ、接続端子１６ｂと振動板８とを互
いにリード線１４ｂにて接続することで、振動板８に外
部から駆動電源を供給することができる。

【００６０】そして、振動板８に接続されたリード線１
４ｂは、リード線挿通孔４ｇを介してアッパケース４の
外部に引き出され、基端部がアッパケース４に埋設固定
された接続端子１６ａに接続されている。そのため、圧
電アクチュエータ４０の外部にて発生した外力は、リー
ド線１４ｂに直接的に伝わることはない。

【００６１】尚、第３実施例におけるその他の作用およ
び効果は、第１実施例の圧電アクチュエータ２および第
２実施例の圧電アクチュエータ３０における作用および
効果と同様である。ところで、各圧電アクチュエータ
２，３０，４０に設けられた各接続端子１６ａ，１６ｂ
は、電源供給装置（図示略）と確実に接続できるように
構成しておく必要がある。そのため、各接続端子１６
ａ，１６ｂは、接続条件に合わせて種々の形状を有する
ことができる。図４は、第１実施例の圧電アクチュエー
タ２における各接続端子１６ａ，１６ｂの接続形態の例
を示した要部断面図である。尚、図４に示した断面図
は、図１（ａ）に示した圧電アクチュエータ２における
Ｘ−Ｘ線と同じ位置での縦断面の接続端子１６ａ，１６
ｂ側を示す。

【００６２】図４（ａ）に示すように、アッパケース４
から突出した接続端子１６ａの適宜な位置に、接続端子
１６ａの側方（あるいは上下）を貫通する通孔４２ａを
設け、この通孔４２ａに電源供給装置の電源供給線（図
示略）を通し、半田付け，ろう付け等の固定手段を併用
して接続端子１６ａに電源供給線を固定してもよい。

【００６３】また、接続端子１６ａを加締めることによ
って、電源供給線を接続するようにしてもよく、その場
合には、接続端子１６ａに板状部分を設け、電源供給線
との接触面積を増加させるようにするとよい。そうすれ
ば、加締めの効果を確実に得ることが可能となる。この
ような、形状は接続端子１６ｂにも同様に適用すること
ができる。

【００６４】しかし、圧電アクチュエータが不意に故障
したような場合には、その圧電アクチュエータを修理し
たり、圧電アクチュエータを交換する必要があるため、
故障した圧電アクチュエータを電源供給装置から引き離
さなければならない。その際に、接続端子１６ａと電源
供給線との接続に半田付け等の固定手段を併用している
場合には、固定手段を最初に解除しなければならず、圧
電アクチュエータの取り外し作業が面倒となる。また、
圧電アクチュエータを取り付ける際においても、取り付
け位置によっては、固定手段を併用して接続するのに困
難な場合がある。

【００６５】そこで、図４（ｂ）に示すように、ピン状
の接続端子１６ａ，１６ｂに対応するソケット状のコネ
クタを、電源供給線における圧電アクチュエータとの接
続側端部に設け、圧電アクチュエータと電源供給線とを
互いに着脱可能に接続するように構成してもよい。この
ようにすると、圧電アクチュエータと電源供給線との接
続作業、または圧電アクチュエータと電源供給線との接
続を解除する作業が容易となる。

【００６６】また、各接続端子１６ａ，１６ｂと電源供
給線とを同時に接続できるように電源供給線のコネクタ
を単品に構成することで、圧電アクチュエータと電源供
給線との接続作業が一作業で済ませることが可能とな
り、便利である。そして、各接続端子１６ａ，１６ｂ
が、回路基板に差し込めるように構成されたピン状を成
しておくと、電源供給装置の回路基板（図示略）に圧電
アクチュエータを直接、実装固定することが可能とな
る。

【００６７】このような構成は、各圧電アクチュエータ
２，３０，４０のいずれにおいてでも実施してもよく、
いずれの場合においても同様の効果を得ることができ
る。 （第４実施例）次に、本発明の第４実施例を図面と共に
説明する。

【００６８】図５は、第１実施例の圧電アクチュエータ
２と同様にポンプとして構成された第４実施例の圧電ア
クチュエータの構成を表し、（ａ）はその平面図、
（ｂ）は（ａ）に示すＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は、接続
端子の側方を示す要部透視図、（ｄ）は、その接続端子
の正面図である。尚、第４実施例において、上記した第
１〜第３実施例と同じ構成部材については符号を等しく
してその詳細な説明を省略する。

【００６９】第４実施例の圧電アクチュエータ５０にお
いて、上記した第１〜第３実施例にて示した圧電アクチ
ュエータ２，３０，４０と異なるのは、圧電アクチュエ
ータ５０では、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、内部
が空洞で管状を成す真鍮製の各接続端子５２ａ，５２ｂ
が設けられた点にある。

【００７０】図５（ｂ）に示すように、圧電アクチュエ
ータ５０のアッパケース４の側壁には、各接続端子５２
ａ，５２ｂを埋設するための通孔５４ａ，５４ｂが、縦
方向に間隔を空けて並列配置するように穿設されてい
る。通孔５４ａは、アッパケース４の凹部４ａの側上壁
に穿設され、通孔５４ｂは、アッパケース４において、
支持リング１２ａの側壁部分に対応する箇所に穿設され
ている。

【００７１】そして、各接続端子５２ａ，５２ｂは、そ
の外側部分が各通孔５４ａ，５４ｂの内側に密着するよ
うに埋設固定されている。また、圧電素子１０に接続さ
れたリード線１４ａは、接続端子５２ａの管内に引き出
され、接続端子５２ａに半田付けにて接続されている。

【００７２】一方、支持リング１２ａの側壁にはリード
線１４ｂが半田付け，ろう付け或いは溶接等により接続
されている。そして、リード線１４ｂは、接続端子５２
ｂの管内に引き出され、接続端子５２ｂに半田付けにて
接続されている。尚、各接続端子５２ａ，５２ｂは、半
田付けに用いられた半田５６にてそれぞれリード線１４
ａ，１４ｂが接続されると同時に、その管内は半田５６
にて塞がれている。

【００７３】このように構成された圧電アクチュエータ
５０と、電源供給装置とを互いに接続するには種々の手
段が考えられる。例えば、電源供給装置の電源供給線を
各接続端子５２ａ，５２ｂの管内に延出し、半田にて接
続してもよい。以上説明したように、第４実施例の圧電
アクチュエータ５０では、管状の接続端子５２ａ，５２
ｂがアッパケース４に設けられている。そして、接続端
子５２ａと圧電素子１０とを互いにリード線１４ａにて
接続することで、圧電素子１０に外部から駆動電源を供
給することができる。また、接続端子５２ｂと支持リン
グ１２ａとを互いにリード線１４ｂにて接続すること
で、振動板８に外部から駆動電源を供給することができ
る。

【００７４】そして、各リード線１４ａ，１４ｂは、ア
ッパケース４に埋設固定された各接続端子５２ａ，５２
ｂに接続されているため、接続端子５２ａまたは接続端
子５２ｂに加わる外力は、リード線１４ａまたはリード
線１４ｂに伝わることはない。

【００７５】尚、振動板８に駆動電源を供給するには、
接続端子５２ｂと支持リング１２ａとを互いにリード線
１４ｂにて接続して供給するのに限定されず、接続端子
５２ｂと振動板８とを互いにリード線１４ｂにて接続し
て供給してもよい。また、支持リング１２ａと接続端子
５２ｂとを一体に形成してもよい。

【００７６】以上、本発明の各実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、以
下のように変更してもよく、その場合でも、上記実施例
と同様の作用および効果を得ることができる。 （１）第１実施例の接続端子１６ａを形成するには、真
鍮を使用するのに限定されず、他の導電材料（例えば、
銅、ステンレス、Ｆｅ４２Ｎｉなど）を使用してもよ
い。

【００７７】また、第２実施例および第３実施例の各接
続端子１６ａ，１６ｂ、または、第４実施例の各接続端
子５２ａ，５２ｂを形成するには、真鍮を使用するのに
限定されず、他の導電材料（例えば、銅、ステンレス、
Ｆｅ４２Ｎｉなど）を使用してもよい。

【００７８】（２）第１実施例の接続端子１６ｂを設け
るには、支持リング１２ａから延設して設けるのに限定
されず、互いに別個の接続端子１６ａおよび支持リング
１２ａを互いに半田付け，溶接等により一体形成して設
けてもよい。その場合には、接続端子１６ｂは、Ｆｅ４
２Ｎｉ以外の他の導電材料（例えば、真鍮、銅、ステン
レスなど）を用いて形成することができる。

【００７９】（３）アッパケース４またはロワケース６
は、ＡＢＳ樹脂に限定されず、容易にモールド成形可能
であれば、他の合成樹脂材料（例えば、ＰＢＴ樹脂，６
−ナイロン樹脂，テフロン樹脂など）を用いて形成して
もよい。尚、ＰＢＴ樹脂は、ＡＢＳ樹脂と同様に、エポ
キシ系樹脂接着剤と相性が良いため好適である。

【００８０】また、合成樹脂材料に代えて、金属材料
（例えば、鉄とニッケルとの合金であるＦｅ４２Ｎｉな
ど）を用いて形成してもよい。その場合には、振動板８
の周縁を支持リング１２ａ，１２ｂにて必ずしも支接す
る必要がなく、またケース自体にて接地可能であるた
め、リード線１４ｂを支持リング１２ａに半田付けして
接地するのを省略することが可能である。

【００８１】（４）リード線１４ａまたはリード線１４
ｂは、アッパケース４の内側においては被覆材にて被覆
されなくてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の圧電アクチュエータ２の構成を
表す説明図である。

【図２】 第２実施例の圧電アクチュエータ３０の構成
を表す説明図である。

【図３】 第３実施例の圧電アクチュエータ４０の構成
を表す説明図である。

【図４】 圧電アクチュエータの接続端子と電源供給線
とを接続する手段を表す説明図である。

【図５】 第４実施例の圧電アクチュエータ５０の構成
を表す説明図である。

【符号の説明】

２，３０，４０，５０…圧電アクチュエータ、４…アッ
パケース、４ｃ，４ｆ，４ｇ…リード線挿通孔、４ｅ，
５４ａ，５４ｂ…通孔、６…ロワケース、８…振動板、
１０…圧電素子、１２ａ，１２ｂ…支持リング、１４
ａ，１４ｂ…リード線、１６ａ，１６ｂ，５２ａ，５２
ｂ…接続端子、２２ａ，２２ｂ…凹部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 亀山 勉 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 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 Ｆターム(参考） 3H075 AA18 BB04 CC33 DA02 DB02 5H680 AA00 BC00 DD23 DD40 DD53 DD85 DD87 DD92 DD95 EE07 EE10 FF02 FF03 FF08 GG02 GG11 GG19 GG24

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板面中央に圧電素子が積層された振動板
   と、 前記圧電素子の前記振動板とは反対側に接続された電源
   供給用の第１のリード線と、 前記振動板の周縁を挟持して収納するように構成された
   筐体とを備えた圧電アクチュエータであって、 前記筐体に、 前記第１のリード線と接続され、該筐体の外側から前記
   圧電素子に駆動電圧を印加するための第１の接続端子を
   設けたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記第１の接続端子を前記筐体に埋設す
   ることにより、該筐体に固定したことを特徴とする請求
   項１に記載の圧電アクチュエータ。
3. 【請求項３】 前記筐体は合成樹脂からなり、 前記振動板は、金属製の環状部材にて周縁が挟持された
   状態で前記筐体内に収納されることを特徴とする請求項
   １に記載の圧電アクチュエータ。
4. 【請求項４】 前記圧電素子に前記振動板側より電源を
   供給するための第２の接続端子を、前記筐体に設けたこ
   とを特徴とする請求項３に記載の圧電アクチュエータ。
5. 【請求項５】 前記第２の接続端子と前記振動板とを、
   第２のリード線にて接続したことを特徴とする請求項４
   に記載の圧電アクチュエータ。
6. 【請求項６】 前記第２の接続端子と前記環状部材と
   を、第２のリード線を介して接続したことを特徴とする
   請求項４に記載の圧電アクチュエータ。
7. 【請求項７】 前記第２の接続端子を前記筐体に埋設す
   ることにより、該筐体に固定したことを特徴とする請求
   項４〜６のいずれか１項に記載の圧電アクチュエータ。
8. 【請求項８】 前記第２の接続端子は前記環状部材に直
   接設けられ、 前記筐体は、該第２の接続端子を該筐体の外部へ突出さ
   せるための通孔を備えたことを特徴とする請求項４に記
   載の圧電アクチュエータ。
9. 【請求項９】 前記第１の接続端子と前記第２の接続端
   子とを、外部の電源供給装置に接続されたコネクタと装
   着できるような間隔を空けて並列的に配置したことを特
   徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の圧電アク
   チュエータ。
10. 【請求項１０】 前記第１，第２の接続端子は、駆動電
    源を供給する外部の電源供給装置の回路基板に直接固定
    され、当該アクチュエータは、該コネクタを介して該回
    路基板に直接固定されることを特徴とする請求項９に記
    載の圧電アクチュエータ。
11. 【請求項１１】 前記筐体を密閉構造とし、該筐体の外
    壁に、ガスの吸入孔及び排出孔を設けることにより、前
    記振動板の振動によりガスを吸・排するポンプとして構
    成したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項
    に記載の圧電アクチュエータ。