JP2009216683A - 圧電デバイスとそれを用いた電子機器及び自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、圧電デバイスとそれを用いた電子機器及び自動車の衝撃信頼性を向上させることを目的とする。
【解決手段】そして、この目的を達成するために本発明は、底面１１と、底面１１にその一端が配置された可撓性部材１２と、可撓性部材１２の他端により中空保持された圧電振動子１３とを備え、圧電振動子１３の下面側において底面１１の裏面１１Ａに対して略平行に水平保持部材１４が設けられた圧電デバイスとしたものである。
この構成により、圧電振動子１３の底面１１に対する水平性が失われようとするのを、底面１１と圧電振動子１３との間に介在させた水平保持部材１４が抑制するため、衝撃信頼性を向上させることができるのである。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルカメラやカーナビゲーション装置等に用いられる圧電デバイスと、それを用いた各種電子機器及び自動車に関するものである。

従来この種の圧電デバイスは、図９に示す如く、底面１と、底面１にその一端が配置された可撓性部材２と、可撓性部材２の他端により中空保持された圧電振動子３とを備える構成をしていた。

なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００７−１６７８５４号公報

このような従来の圧電デバイスでは、衝撃信頼性が低いことが問題となっていた。

すなわち、上記従来の構成においては、例えば圧電デバイスの外部等から衝撃が加わり、その衝撃振動が可撓性部材２、圧電振動子３に伝えられると、その振動が原因となって可撓性部材２が屈曲する等して圧電振動子３の底面１に対する水平性が失われてしまう。そうすると、この水平性が失われた圧電振動子３は、例えば底面１に対して平行方向の角速度を正確に検知することができず、その結果として衝撃信頼性が低くなってしまっていた。

そこで本発明は、圧電デバイスとそれを用いた電子機器及び自動車の衝撃信頼性を向上させることを目的とする。

そして、この目的を達成するために本発明は、底面と、前記底面にその一端が配置された可撓性部材と、前記可撓性部材の他端により中空保持された圧電振動子とを備え、前記圧電振動子の下面側において前記底面の裏面に対して略平行に水平保持部材が設けられた圧電デバイスとしたものである。

この構成により、衝撃振動が可撓性部材、圧電振動子に伝えられたとしても、その振動が原因となって可撓性部材が屈曲する等して圧電振動子の底面に対する水平性が失われようとするのを、前記圧電振動子の下面側において前記底面の裏面に対して略平行に設けられた水平保持部材が抑制するため、底面に対して平行方向の角速度等を正確に検知することができ、その結果として衝撃信頼性を向上させることができるのである。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における圧電デバイスについて図面を参照しながら説明する。

本発明の実施の形態１における圧電デバイスは、図１に示すごとく、回路パターンを有する底面１１と、この回路パターンにその一端が電気的に接続される可撓性部材としての導体１２と、この導体１２の他端に電気的に接続された端子１３Ａを有する圧電振動子１３とを備えている。

そして、圧電振動子１３が導体１２の他端により中空保持されており、圧電振動子１３の下面側において底面１１の裏面１１Ａに対して略平行に水平保持部材１４を設けている。

具体的には、複数の直線形状をした水平保持部材１４Ａ、１４Ｂを、図２に示す如く底面１１を有する外容器１５における対向する２つの側面１５Ａ、１５Ｂにその両端が固定されるように形成し、この複数の直線形状である水平保持部材１４Ａ、１４Ｂを図１に示す如く底面１１の裏面１１Ａに対して略平行方向に配置すると共に、この水平保持部材１４の上面と圧電振動子１３の下面とを接触させる構成としている。

このような構成により、衝撃信頼性を向上させることができるのである。

即ち、衝撃振動が導体１２、圧電振動子１３に伝えられたとしても、その振動が原因となって導体１２が屈曲する等して圧電振動子１３の底面１１に対する水平性が失われようとするのを、圧電振動子１３の下面側において底面１１の裏面１１Ａに対して略平行に設けられた水平保持部材１４が抑制するため、底面１１に対して平行方向の角速度等を正確に検知することができ、その結果として衝撃信頼性を向上させることができるのである。

なお、本実施の形態においては水平保持部材１４を複数の直線形状の水平保持部材１４Ａ、１４Ｂとして示したが、底面１１に対して平行方向に所望の面積を有する構成であれば、この形状に限定されない。

ただし、本実施の形態に示す如く、複数の直線形状の水平保持部材１４Ａ、１４Ｂを用いれば、圧電振動子１３の限られた面積内における配置の自由度を大きくすることができるため、圧電デバイスの小型化を図ることができると共に、設計自由度を向上させることができる。

さらに、その配置方法としては、図２に示す如く、圧電振動子１３の振動脚１３Ｂと水平保持部材１４Ａ、１４Ｂとが非接触状態にある構成とすることが望ましい。このような構成により、振動脚１３Ｂの振動を阻害することなく、圧電振動子１３の水平性を保つことができるのである。

なお、本実施の形態においては、圧電振動子１３の形状を「王の字形状」として説明したが、図３に示す「音叉型」や、図４に示す「Ｈ型」など、図１に示した底面１１と略平行な面を有する構成であれば、本発明の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態においては、水平保持部材１４の上面を圧電振動子１３の下面と接触させる構成として説明したが、図５に示す如く、水平保持部材１４と圧電振動子１３との間にクリアランス１６を設ける構成とすることにより、ある程度の水平性を保ちつつ、振動減衰特性を担保することができる。

即ち、圧電振動子１３を可撓性を有するリード線等の導体１２で保持することにより、外部からの振動を導体１２により減衰させる効果を得るわけであるが、圧電振動子１３と水平保持部材１４とが接触していればこの減衰効果を充分に得ることができない。しかし、図５に示す如く、圧電振動子１３と水平保持部材１４との間にクリアランス１６を設ける構成とすることにより、この振動減衰効果を担保しながらも、圧電振動子１３の底面１１に対する水平性をある程度得ることができるのである。ただし、水平性を確保する観点からすれば、水平保持部材１４の上面と圧電振動子１３の下面とを接触させる構成とする方が望ましい。

なお、本実施の形態においては、可撓性部材としての導体１２が、底面１１に設けた回路パターンと圧電振動子１３の端子１３Ａとを電気的に接続する役割と、圧電振動子１３を中空保持する役割との二役を果たしているが、可撓性部材を樹脂等で構成して圧電振動子１３を中空保持すると共に電気的接続はその他ワイヤー等の導電体を用いて行う構成や、配線パターンがその表面に形成された可撓性樹脂基板を用いて圧電振動子１３の中空保持と電気的接続とを行う構成とすることが望ましい。これらのような構成により、電気的接続と物理的保持との二役に関して、一部材一役を徹底することができ、より衝撃信頼性を向上させることができる。

さらに、本実施の形態において示した圧電デバイスをデジタルカメラやカーナビゲーション装置等の電子機器や自動車等に搭載することにより、これら電子機器、自動車等に外部から衝撃が加わったとしても、当該圧電デバイスが正常に動作する蓋然性を向上させることができ、その結果として衝撃信頼性を向上させることができるのである。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における圧電デバイスについて図面を参照しながら説明する。

本発明の実施の形態２における圧電デバイスは、図６に示すごとく、回路パターンを有する底面２１と、この底面２１に設けられた凹部２２と、底面２１における凹部２２非形成部に配置された回路パターンにその一端が接続された可撓性部材としての導体２３と、導体２３の他端に電気的に接続された端子２４Ａを有する圧電振動子２４とを備えている。

そして、圧電振動子２４が導体２３の他端により凹部２２内において中空保持されており、圧電振動子２４の下面側において底面２１（あるいは凹部２２における底部２２Ａ）の裏面２１Ａに対して略平行に水平保持部材２５を設けている。

具体的には、複数の直線形状をした水平保持部材２５Ａ、２５Ｂを、図７に示す如く凹部２２における対向する２つの側面２６Ａ、２６Ｂにその両端が固定されるように形成し、この複数の直線形状である水平保持部材２５Ａ、２５Ｂを図６に示す如く底面２１（あるいは凹部２２における底部２２Ａ）の裏面２１Ａに対して略平行方向に配置すると共に、この水平保持部材２５の上面と圧電振動子２４の下面とを接触させる構成としている。

このような構成により、衝撃信頼性を向上させることができるのである。

即ち、衝撃振動が圧電振動子２４に伝えられたとしても、その振動が原因となって圧電振動子２４の凹部２２における底部２２Ａに対する水平性が失われようとするのを、圧電振動子２４の下面側において底面２１（あるいは凹部２２における底部２２Ａ）の裏面２１Ａに対して略平行に設けられた水平保持部材２５が抑制するため、底面２１に対して平行方向の角速度等を正確に検知することができ、その結果として衝撃信頼性を向上させることができるのである。

なお、本実施の形態においては水平保持部材２５を複数の直線形状の水平保持部材２５Ａ、２５Ｂとして示したが、凹部２２における底部２２Ａに対して平行方向に所望の面積を有する構成であれば、この形状に限定されない。

ただし、本実施の形態に示す如く、複数の直線形状の水平保持部材２５Ａ、２５Ｂを用いれば、圧電振動子２４の限られた面積内における配置の自由度を大きくすることができるため、圧電デバイスの小型化を図ることができると共に、設計自由度を向上させることができる。

さらに、その配置方法としては、実施の形態１と同様に、図７に示す如く、圧電振動子２４の振動脚２４Ｂと水平保持部材２５Ａ、２５Ｂとが非接触状態にある構成とすることが望ましい。このような構成により、振動脚２４Ｂの振動を阻害することなく、圧電振動子２４の水平性を保つことができるのである。

なお、圧電振動子２４の形状は、「王の字形状」、「音叉型」、「Ｈ型」など、図６に示した凹部２２における底部２２Ａと略平行な面を有する構成であれば、本発明の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態においては、水平保持部材２５の上面を圧電振動子２４の下面と接触させる構成として説明したが、図８に示す如く、水平保持部材２５と圧電振動子２４との間にクリアランス２７を設ける構成とすることにより、ある程度の水平性を保ちつつ、振動減衰特性を担保することができる。

即ち、圧電振動子２４を可撓性を有するリード線等の導体２３で保持することにより、外部からの振動を導体２３により減衰させる効果を得るわけであるが、圧電振動子２４と水平保持部材２５とが接触していればこの減衰効果を充分に得ることができない。しかし、図８に示す如く、圧電振動子２４と水平保持部材２５との間にクリアランス２７を設ける構成とすることにより、この振動減衰効果を担保しながらも、圧電振動子２４の凹部２２における底部２２Ａに対する水平性をある程度得ることができるのである。ただし、水平性を確保する観点からすれば、水平保持部材２５の上面と圧電振動子２４の下面とを接触させる構成とする方が望ましい。

なお、本実施の形態においては、可撓性部材としての導体２３が、底面２１に設けた回路パターンと圧電振動子２４の端子２４Ａとを電気的に接続する役割と、圧電振動子２４を中空保持する役割との二役を果たしているが、可撓性部材を樹脂等で構成して圧電振動子２４を中空保持すると共に電気的接続はその他ワイヤー等の導電体を用いて行う構成や、配線パターンがその表面に形成された可撓性樹脂基板を用いて圧電振動子１３の中空保持と電気的接続とを行う構成とすることが望ましい。これらのような構成により、電気的接続と物理的保持との二役に関して、一部材一役を徹底することができ、より衝撃信頼性を向上させることができる。

さらに、本実施の形態において示した圧電デバイスをデジタルカメラやカーナビゲーション装置等の電子機器や自動車等に搭載することにより、これら電子機器、自動車等に外部から衝撃が加わったとしても、当該圧電デバイスが正常に動作する蓋然性を向上させることができ、その結果として衝撃信頼性を向上させることができるのである。

本発明の圧電デバイスは、衝撃信頼性を向上させることができるという効果を有し、デジタルカメラやカーナビゲーション装置等の電子機器や自動車等において有用である。

本発明の実施の形態１における圧電デバイスを示す断面図 本発明の実施の形態１における圧電デバイスを示す上面図 本発明の実施の形態１における圧電デバイスの他の実施例を示す上面図 本発明の実施の形態１における圧電デバイスの他の実施例を示す上面図 本発明の実施の形態１における圧電デバイスの他の実施例を示す断面図 本発明の実施の形態２における圧電デバイスを示す断面図 本発明の実施の形態２における圧電デバイスを示す上面図 本発明の実施の形態２における圧電デバイスの他の実施例を示す断面図 従来の圧電デバイスを示す断面図

符号の説明

１１ 底面
１１Ａ 裏面
１２ 導体（可撓性部材）
１３ 圧電振動子
１４ 水平保持部材

Claims (12)

1. 底面と、
   前記底面にその一端が配置された可撓性部材と、
   前記可撓性部材の他端により中空保持された圧電振動子とを備え、
   前記圧電振動子の下面側において前記底面の裏面に対して略平行に
   水平保持部材が設けられた
   圧電デバイス。
2. 前記底面が回路パターンを有し、
   前記可撓性部材が導体からなるとともに、
   前記回路パターンと前記圧電振動子の端子とを電気的に接続した
   請求項１に記載の圧電デバイス。
3. 前記水平保持部材と前記圧電振動子との間にはクリアランスが設けられた
   請求項１に記載の圧電デバイス。
4. 前記水平保持部材が
   前記底面の裏面に対して略平行に設けられた複数の直線形状である
   請求項１に記載の圧電デバイス。
5. 前記圧電振動子が振動脚を有し、
   前記振動脚と前記水平保持部材とが非接触状態にある
   請求項４に記載の圧電デバイス。
6. 底面と、
   前記底面に設けられた凹部と、
   前記底面における前記凹部非形成部にその一端が配置された可撓性部材と、
   前記凹部内において前記可撓性部材の他端により中空保持された圧電振動子とを備え、
   前記圧電振動子の下面側において前記底面の裏面に対して略平行に
   水平保持部材が設けられた
   圧電デバイス。
7. 前記底面がその前記凹部非形成部に回路パターンを有し、
   前記可撓性部材が導体からなるとともに、
   前記回路パターンと前記圧電振動子の端子とを電気的に接続した
   請求項１に記載の圧電デバイス。
8. 前記水平保持部材と前記圧電振動子との間にはクリアランスが設けられた
   請求項６に記載の圧電デバイス。
9. 前記水平保持部材が
   前記底面の裏面に対して略平行に設けられた複数の直線形状である
   請求項６に記載の圧電デバイス。
10. 前記圧電振動子が振動脚を有し、
    前記振動脚と前記水平保持部材とが非接触状態にある
    請求項９に記載の圧電デバイス。
11. 請求項１乃至１０に記載の圧電デバイスが実装された電子機器。
12. 請求項１乃至１０に記載の圧電デバイスが実装された自動車。

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