JP2011071488A - 圧電アクチュエータユニットおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで製造でき、位置精度も高い圧電アクチュエータユニットおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】圧電アクチュエータユニット１００は、矩形の金属板１１１と、金属板１１１の長手方向両端部１１１ａ、１１１ｂが一体成型により埋設された樹脂製の支持部１２０、１３０と、金属板１１１の両主面または一方の主面に固着された矩形板状の圧電板１１２、１１３と、圧電板１１２、１１３の長手方向中央部１１２ａに設けられた可動部１４０とを備える。このように支持部１２０、１３０が金属板１１１と一体成型されるため、手加工による作業を省くことができ、コストを低減できる。また、手加工による接着位置のばらつきを低減でき、接着部分の位置精度を高めることができる。その結果、低コストで精度の高い圧電アクチュエータユニット１００を提供できる。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、樹脂により素子を支持された圧電アクチュエータユニットおよびその製造方法に関する。

従来、パネルの振動やレンズの移動などに用いられる圧電アクチュエータが知られており、その支持構造が開発されている（たとえば特許文献１、２参照）。特許文献１記載の圧電バイモルフ素子の支持構造は、圧電バイモルフ素子を低弾性の両面粘着テープで２点支持し、圧電バイモルフ素子の振動が最大となる中央部を剛性の高い連結部材を介して被振動部材に接続している。低弾性の両面粘着テープを用いることで圧電バイモルフ素子の伸縮や曲げの拘束を緩和し、パネルを振動させている。

図１２Ａ〜図１２Ｃは、特許文献１と同様な構成を有する従来の圧電アクチュエータユニット９００を示す斜視図、平面図および断面図である。図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、従来の圧電アクチュエータユニット９００は、圧電アクチュエータ９１０、支持部９２０、９３０、および可動部９４０で構成されている。支持部９２０、９３０および可動部９４０は、圧電アクチュエータに貼り付けられている。なお、図１２Ｃに示す断面図は、図１２Ｂに示す断面１２Ｃによる断面図である（以下の図面においても、図面番号は同様に断面番号に対応する）。

特許文献２記載のレンズ移動装置のアクチュエータ部は、支持板に一対の圧電板が接合されたバイモルフ変位素子を具備し、支持板および素子の中央に対物レンズを保持している。支持板は金属からなり、その両端側はＵ字状に形成されているため、支持板の変位損失が低減されている。

また、情報端末機器などの音声拡声の分野では、圧電素子と接続端子とを同時にモールドして形成された圧電アクチュエータが知られている（たとえば、特許文献３参照）。特許文献３記載の圧電型振動子は、金属振動板の両面に圧電素子を固着した圧電アクチュエータを保持する支持部を備えている。そして、支持部は、樹脂成形時に圧電アクチュエータと接続端子の一部とを同時にモールドすることで構成されている。

特開２００５−３０３９３７号公報 特開平５−２０５３００号公報 特開２００４−１８８２６６号公報

上記の特許文献１に記載されているように、パネル振動の技術分野では、屈曲型の圧電アクチュエータ素子の両端部を両面テープ等の支持部で支持し、中央部に被駆動体との連結部材を設ける構造が知られている。しかしながら、アクチュエータ素子の両端部と中央部に部材を貼り付ける際には、通常手加工で位置合わせし貼り付けるため、加工のコストが嵩み、貼り付け部分の位置精度が低くなる。また、接着剤を使用する場合には接着層の厚みを一定にしづらく、同様にコストや位置精度の問題が生じやすい。

一方、情報端末機器などの音声拡声の分野では、特許文献３に記載されているように、金属振動板の略全体と接続端子の一部とを同時にモールドする技術が知られている。しかしながら、圧電アクチュエータを樹脂中に一体成型で固着させると、一体成型の際に圧電体のキュリー点以上の温度を有する樹脂を流し込む必要が生じる場合が多く、その場合には圧電体の分極が消極する。圧電体の分極が消えると圧電アクチュエータは屈曲する機能が失われる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低コストで製造でき、位置精度も高い圧電アクチュエータユニットおよびその製造方法を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するため、本発明の圧電アクチュエータユニットは、矩形の金属板と、前記金属板の長手方向両端部が一体成型により埋設された樹脂製の支持部と、前記金属板の両主面または一方の主面に固着された矩形板状の圧電板と、前記圧電板の長手方向中央部に設けられた可動部と、を備えることを特徴としている。

このように支持部が金属板と一体成型されるため、手加工による作業を省くことができ、コストを低減できる。また、手加工による接着位置のばらつきを低減でき、接着部分の位置精度を高めることができる。その結果、低コストで精度の高い圧電アクチュエータユニットを提供できる。

（２）また、本発明の圧電アクチュエータユニットは、前記圧電板が、電極を有し、前記支持部は、その内部に埋設され、前記圧電板の電極と接続されている端子を有することを特徴としている。これにより、端子も一体的に形成でき、製造工程における端子と電極との接合工程を簡易にすることができる。

（３）また、本発明の圧電アクチュエータユニットは、前記金属板が、前記支持部への付け根部分が断面Ｕ字型に形成されていることを特徴としている。これにより、圧電アクチュエータユニットが屈曲したときに、付け根部分が変形しやすくなり、圧電アクチュエータユニットの動きを被駆動体に効率よく伝えることができる。

（４）また、本発明の圧電アクチュエータユニットは、前記金属板が、前記支持部への付け根部分が断面Ｓ字型に形成されていることを特徴としている。これにより、圧電アクチュエータユニットがそのいずれの主面側へ屈曲したときでも、付け根部分が変形しやすくなり、圧電アクチュエータユニットの動きを被駆動体に効率よく伝えることができる。

（５）また、本発明の圧電アクチュエータユニットは、前記金属板が、前記支持部への付け根部分にスリットが形成されていることを特徴としている。これにより、圧電アクチュエータユニットが屈曲したときに、付け根部分が変形しやすくなり、圧電アクチュエータユニットの動きを被駆動体に効率よく伝えることができる。

（６）また、本発明の圧電アクチュエータユニットは、前記金属板は、前記支持部に埋設された一方の端部が前記支持部の表面に露出し、前記圧電板の電極および前記電極に接続される入力端子の一つを兼ねていることを特徴としている。これにより、入力端子と電極とを接合する作業を省くことができ、製造工程を簡略化できる。

（７）また、本発明の圧電アクチュエータユニットは、前記圧電板と前記支持部との間で露出される前記金属板の表面に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、前記圧電板の電極と前記支持部に埋設された端子とを接続する接続部と、を更に備えることを特徴としている。このように圧電板と支持部との間に絶縁層を設けることで、その上に容易に接続部を設けることができ、ハンダ付け等の煩雑な作業を省くことができる。

（８）また、本発明の圧電アクチュエータユニットは、主面の一方または両方に電極が印刷された矩形板状のフレキシブル部、および前記フレキシブル部の長手方向両端部を固定し前記電極に接続された端子が設けられたリジッド部を有する樹脂製のリジッドフレキシブル基板と、前記フレキシブル部の一方または両方の主面に固着された矩形板状の圧電板と、前記圧電板の長手方向中央部に設けられた可動部と、を備えることを特徴としている。このように、リジッドフレキシブル基板を用いる場合には、リジッド部と一体化したフレキシブル部に圧電板を固着することで工程、取扱が容易になる。

（９）また、本発明の圧電アクチュエータユニットは、前記圧電板は、前記フレキシブル部側の主面に２つの電極を有し、前記フレキシブル部の反対側の主面に１つの電極を有し、前記フレキシブル部側の主面の一方の電極は、前記フレキシブル部の反対側の主面の電極と接続されていることを特徴としている。これにより、製造時に、フレキシブル部側の２つの電極をフレキシブル部の導体パターンと接続することで容易に入力端子と圧電体の両面の電極とを接続することができる。

（１０）また、本発明の圧電アクチュエータユニットの製造方法は、矩形の金属板の長手方向両端部を樹脂に埋設するように、前記金属板に対して樹脂製の支持部を一体成型する成型工程と、前記金属板の両方の主面または一方の主面に、分極処理済みの矩形板状の圧電板を固着させる固着工程と、前記圧電板の長手方向中央部に可動部を固着させる工程と、を含むことを特徴としている。これにより、低コストで精度の高い圧電アクチュエータユニットを提供できる。

本発明によれば、手加工による作業を省くことができ、コストを低減できる。また、手加工による接着位置のばらつきを低減でき、接着部分の位置精度を高めることができる。

本発明を応用したタッチパネル式入力装置の構成を示す概略図である。 第１の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す斜視図である。 第１の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す平面図である。 第１の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す断面図である。 駆動時における圧電アクチュエータおよび印加電圧を示す概略図である。 駆動時における圧電アクチュエータおよび印加電圧を示す概略図である。 第２の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す平面図である。 第２の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す断面図である。 第３の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す平面図である。 第３の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す断面図である。 第４の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す平面図である。 第４の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す断面図である。 第５の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す平面図である。 第５の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す断面図である。 第６の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す平面図である。 第６の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す断面図である。 第６の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す底面図である。 第７の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す平面図である。 第７の実施形態に係る圧電アクチュエータユニットを示す断面図である。 第７の実施形態に用いられるリジッドフレキシブル基板を示す平面図である。 第７の実施形態に用いられるリジッドフレキシブル基板を示す底面図である。 第７の実施形態に用いられる圧電板を示す平面図である。 第７の実施形態に用いられる圧電板を示す底面図である。 第７の実施形態に用いられる圧電板を示す平面図である。 第７の実施形態に用いられる圧電板を示す底面図である。 従来の圧電アクチュエータユニットを示す斜視図である。 従来の圧電アクチュエータユニットを示す平面図である。 従来の圧電アクチュエータユニットを示す断面図である。

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

［第１の実施形態］
（タッチパネル式入力装置の構成）
図１は、タッチパネル式入力装置１０の構成を示す概略図である。タッチパネル式入力装置１０は、タッチパネルユニット２０、タッチパネル回路３０、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）４０、Ｄ級アンプ５０から構成されている。

タッチパネルユニット２０は、液晶表示パネル２５、タッチパネル２７および圧電アクチュエータユニット１００を有し、タッチパネル式入力装置１０に組み込まれ、タッチパネル２７への接触に対して触覚または音響フィードバックとして振動を接触対象に伝達する。タッチパネル２７は、図示しないディスプレイ装置に表示された画像の表示位置に対応する位置における接触を検出して入力信号を発生する。タッチパネル回路３０は、タッチパネル２７から得られる信号を処理することによって、タッチパネル２７のパネル面でユーザの指先が接触する位置を表す信号を出力する。

デジタルシグナルプロセッサ４０は、タッチパネル２７上の接触位置を表す信号を受信し、その位置に応じて所定の音響および触覚振動を発生させるように、音響信号と触覚信号とを混合した混合信号をＤ級アンプ５０に出力する。デジタルシグナルプロセッサ４０では、音響信号と触覚信号との区別をすることは無く、両者を混合させて出力する。

Ｄ級アンプ５０は、デジタルシグナルプロセッサ４０から入力された混合信号に基づいて、圧電アクチュエータユニット１００を駆動する。Ｄ級アンプ５０は、入力されたアナログ信号をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号に変換し、スイッチング回路を通したＰＷＭ信号をＬＣフィルタに通すことにより電力的に増幅されたアナログ信号を出力するアンプである。圧電アクチュエータユニット１００は、タッチパネル２７への接触を検知したときに振動することで、音響または触覚フィードバックが可能となる。

（圧電アクチュエータの構成）
次に、圧電アクチュエータユニット１００の構成を説明する。図２Ａ〜図２Ｃは、圧電アクチュエータユニット１００を示す斜視図、平面図および断面図である。図２Ａ〜図２Ｃに示すように、圧電アクチュエータユニット１００は、圧電アクチュエータ１１０、支持部１２０、１３０、可動部１４０を備えている。

圧電アクチュエータ１１０は、金属板１１１および圧電板１１２、１１３を備えている。金属板１１１は、矩形に形成されており、シム板として機能する。圧電板１１２、１１３は、金属板１１１の両主面に固着されており、バイモルフ型の圧電アクチュエータ１１０を形成している。なお、金属板１１１の一方の主面にのみ圧電板が固着されたモノモルフ型であってもよい。圧電板１１２、１１３は、それぞれ主面に電極１１４、１１５を有している。電極１１４、１１５は、互いに銅テープ１１８等で接続されている。また、圧電板１１２、１１３は積層体であってもよい。

支持部１２０、１３０は、金属板１１１の長手方向両端部１１１ａ、１１１ｂを支持している。支持部１２０、１３０は、樹脂製であり、金属板１１１の長手方向両端部１１１ａ、１１１ｂが一体成型により埋設されている。支持部１２０、１３０は、熱可塑性樹脂で形成されていることが好ましい。支持部１２０、１３０を形成する樹脂の例には、液晶ポリマ、ＡＢＳ、ポリカーボネイト、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等が挙げられる。後述の可動部についても同様である。

支持部１２０は、入力端子１２１、１２２を有する。入力端子１２１、１２２は、支持部１２０に埋設され一部が表面に露出している。これにより、入力端子１２１、１２２も一体的に形成でき、製造工程における端子と電極との接合工程を簡易にすることができる。入力端子１２１は、支持部１２０の切欠き部１２５に一部を露出しており、その露出部分１２１ａおよびリード線１２１ｂを介して電極１１４と接続されている。露出部分１２１ａとリード線１２１ｂとは、あらかじめ接合されている。また、リード線１２１ｂと電極１１４とは、ハンダ等の導電性接合材１２１ｃにより接合されている。入力端子１２２は、埋設された部分が金属板１１１に接続されている。なお、支持部１２０と同様にハンダ等で液晶表示パネル２５に接合できるように、支持部１３０にダミー端子を設けてもよい。

なお、タッチパネル２７に圧電アクチュエータ１１０へ電気を供給する導体パターンが形成されている場合、支持部１２０に形成されている入力端子１２１〜１２３と導体パターンとをハンダまたは導電性接着剤を使って配線することができる。なお、この場合、支持部１２０がタッチパネル２７に固着され、可動部１４０が液晶表示パネル２５に固着されるため、可動部１４０が動くことで支持部１２０がタッチパネルを振動させる。

可動部１４０は、圧電アクチュエータ１１０の屈曲により動作し、たとえばタッチパネル２７のような被駆動体を駆動する。可動部１４０は、樹脂製であり、圧電板１１２の長手方向中央部１１２ａに固定されている。

このように支持部１２０、１３０は、圧電アクチュエータ１１０と一体成型されている。したがって、製造工程で手加工による作業を省くことができ、コストを低減できる。また、手加工による接着位置のばらつきを低減でき、接着部分の位置精度を高めることができる。その結果、低コストで精度の高い圧電アクチュエータユニットを提供できる。

（駆動時の電圧印加）
次に、駆動時における電圧の印加方向について説明する。図３Ａおよび図３Ｂは、それぞれ駆動時における圧電アクチュエータ１１０および印加電圧を示す概略図である。圧電アクチュエータ１１０を駆動する際には、図３Ａに示すように、圧電板１１２に分極方向に電圧を印加するときには、圧電板１１３に分極方向の逆方向に電圧を印加する。また、図３Ｂに示すように、圧電板１１２に分極方向の逆方向に電圧を印加するときには、圧電板１１３に分極方向に電圧を印加する。

このような電圧の印加方向は、所定の電源に接続された端子と電極とを配線する際に調整してもよいし、電源側でそのように電圧が印加されるように配線を調整してもよい。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、圧電アクチュエータ１１０の駆動時に金属板１１１の長手方向両端部１１１ａ、１１１ｂの傾きがもっとも大きくなり、長手方向両端部１１１ａ、１１１ｂの動きが拘束されると圧電アクチュエータ１１０の動作は抑制される。

（圧電アクチュエータユニットの製造方法）
次に、圧電アクチュエータユニット１００の製造方法を説明する。まず、入力端子１２１、１２２および金属板１１１を所定位置に設置し、金型をセットする。金型には、支持部１２０、１３０および可動部１４０を成型するための空洞が設けられている。入力端子１２１、１２２は、支持部１２０を形成する樹脂に埋設されるように配置する。入力端子１２２は、電気的接続が取れるように金属板１１１と接触するように配置する。なお、支持部１２０に電気的接続用の穴を設けるように成型し、後でハンダ等の導電性接合材で接合し配線することとしてもよい。その場合には、確実に入力端子１２２と金属板１１１を接続することができる。

次に、熱可塑性の樹脂を３００〜５００℃に加熱して、樹脂を金型に注入する。そのまま冷却し、十分に冷却できたら、金型から脱型して取り出す。このとき支持部１２０、１３０は、それぞれ金属板１１１の長手方向両端部１１１ａ、１１１ｂを埋設する位置に一体成型される。

そして、主面に電極１１４を有する圧電板１１２および電極１１５を有する圧電板１１３をそれぞれ所定の方向に分極処理する。分極処理は、圧電板１１２、１１３をキュリー温度以上の温度で加熱し、直流電圧を印加する。これにより、圧電板１１２、１１３に圧電性を発現させる。そして、各圧電板１１２、１１３を金属板１１１の所定位置に貼り付ける。その際には嫌気性硬化型エポキシ接着剤等を用いることが好ましい。

次に、可動部１４０を、圧電板１１２の長手方向中央部１１２ａに固着させる。このようにして、インサート成型により支持部１２０、１３０を形成し、圧電アクチュエータユニット１００を作製する。その結果、低コストで精度の高いアクチュエータユニットを提供できる。

さらに、液晶表示パネル２５の所定位置に支持部１２０、１３０を固着し、タッチパネル２７を各圧電アクチュエータユニット１００の可動部１４０に固着することでタッチパネルユニット２０を製造することができる。

［第２の実施形態］
上記の実施形態では、金属板１１１の剛性により圧電アクチュエータ１１０の動作が制限されているが、金属板１１１の支持部１２０への付け根部分を弾性的に変形しやすい形状にして動作の拘束を緩和することができる。図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ金属板を変形しやすくした圧電アクチュエータユニット２００を示す平面図および断面図である。

図４Ａおよび図４Ｂに示すように、圧電アクチュエータユニット２００は、圧電アクチュエータユニット１００と同様に構成されているが、金属板２１１の構成が異なっている。金属板２１１は、支持部１２０、１３０へのそれぞれの付け根部分２１１ａを断面逆Ｕ字型に形成されている。これにより、圧電アクチュエータ２１０が屈曲したときに、付け根部分２１１ａが変形しやすくなり、圧電アクチュエータの動きをタッチパネル２７等の被駆動体に効率よく伝えることができる。金属板２１１の付け根部分２１１ａは、いずれもタッチパネル２７側に凸となる断面逆Ｕ字形状に形成されており、この場合に可動部１４０は、タッチパネル２７側に変位しやすくなる。

なお、付け根部分２１１ａは、液晶表示パネル２５側に凸となるように長手方向断面形状がＵ字型になるように形成されていてもよい。この場合には可動部１４０は、液晶表示パネル２５側に変位しやすくなる。また、一方の付け根部分２１１ａが断面Ｕ字型で他方の付け根部分２１１ａが断面逆Ｕ字型であってもよい。その場合には、圧電アクチュエータ２１０はタッチパネル２７側および液晶表示パネル２５側の両方側に屈曲しやすくなる。

［第３の実施形態］
上記の実施形態では、断面Ｕ字型の形状で圧電アクチュエータの一方の方向の屈曲に対して金属板の剛性を和ませているが、断面Ｓ字型の形状により圧電アクチュエータの双方の方向の屈曲に対して金属板の剛性を和ませることもできる。図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ双方の方向の屈曲に対応させた圧電アクチュエータユニット３００を示す平面図および断面図である。

図５Ａおよび図５Ｂに示すように、圧電アクチュエータユニット３００は、圧電アクチュエータユニット２００と同様に構成されているが、金属板３１１の構成が異なっている。金属板３１１は、支持部１２０、１３０への付け根部分３１１ａが断面Ｓ字型に形成されている。これにより、圧電アクチュエータ３１０がそのいずれの主面側へ屈曲したときでも、付け根部分３１１ａが変形しやすくなり、圧電アクチュエータ３１０の動きを被駆動体に効率よく伝えることができる。

［第４の実施形態］
また、支持部１２０、１３０への付け根部分にスリットを設けることもできる。図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ金属板にスリットを設けた圧電アクチュエータユニット４００を示す平面図および断面図である。

図６Ａおよび図６Ｂに示すように、圧電アクチュエータユニット４００は、圧電アクチュエータユニット２００、３００と同様に構成されているが、金属板４１１の構成が異なっている。金属板４１１は、支持部１２０、１３０への付け根部分にスリット４１１ａが形成されている。これにより、圧電アクチュエータ４１０がそのいずれの主面側へ屈曲したときでも、金属板３１１の付け根部分が変形しやすくなり、圧電アクチュエータ３１０の動きを被駆動体に効率よく伝えることができる。

［第５の実施形態］
上記の実施形態では、入力端子と金属板とを電気的に接続する必要があるが、入力端子を金属板の延長として一体的に形成してもよい。図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれ入力端子が金属板と一体に形成されている圧電アクチュエータユニット５００を示す平面図および断面図である。

図７Ａおよび図７Ｂに示すように、圧電アクチュエータユニット５００は、圧電アクチュエータユニット１００と同様に構成されているが、金属板５１１の構成が異なっている。金属板５１１は、支持部１２０に埋設された一方の端部５１１ａが入力端子の一つを兼ねている。金属板５１１の端部５１１ａは、支持部１２０の表面に入力端子として露出している。これにより、入力端子と電極とを接合する作業を省くことができ、製造工程を簡略化できる。また、導通の不良などを生じにくくすることができる。

［第６の実施形態］
上記の実施形態では、入力端子１２１は、リード線１２１ｂおよび導電性接合材１２１ｃを介して電極１１４との導通を取っているが、リード線を用いずに容易に導通を取ることもできる。図８Ａ〜図８Ｃは、それぞれ絶縁層と接続部により導通を取った圧電アクチュエータユニット６００を示す平面図、断面図および底面図である。

図８Ａおよび図８Ｂに示すように、圧電アクチュエータユニット６００は、圧電アクチュエータユニット５００と同様に構成されているが、入力端子と電極の接続構成が異なっている。支持部６２０は、入力端子１２１を有しており、圧電アクチュエータ５１０の一方の主面側の切欠き部６２１において露出部分１２１ａは接続部６２３を介して電極１１４と接続している。また、他方の主面側の切欠き部６２２において露出部分１２１ａは接続部６２５を介して電極１１５と接続している。この場合、電極１１４、１１５間を接続する銅テープも不要となる。

接続部６２３、６２５は導電性の部材である。接続部６２３、６２５は、それぞれ絶縁層６２４、６２６上に設けられている。絶縁層６２４、６２６は、圧電板１１２、１１３と支持部６２０との間で露出される金属板５１１の表面に設けられている。このように圧電板１１２、１１３と支持部６２０との間に絶縁層６２４、６２６を設けることで、その上に容易に接続部６２３、６２５を設けることができ、リード線のハンダ付け等の煩雑な作業を省くことができる。

［第７の実施形態］
上記の実施形態では、支持部は金属板と一体成型で形成するが、支持部および金属板の部分とをまとめてリジッドフレキシブル基板で形成してもよい。図９Ａおよび図９Ｂは、それぞれリジッドフレキシブル基板を用いた圧電アクチュエータユニット７００を示す平面図および断面図である。

図９Ａ、図９Ｂに示すように、圧電アクチュエータユニット７００は、リジッドフレキシブル基板７０１、圧電板７７０、７８０および可動部１４０を備えている。リジッドフレキシブル基板７０１は、フレキシブル部７１０、リジッド部７２０、７３０で構成されている。フレキシブル部７１０には、主面の両方に圧電板７７０、７８０が固着されている。固着するための接着剤には、嫌気性硬化型エポキシ接着剤等を用いるのが好ましい。なお、圧電板はフレキシブル部７１０の一方の主面にのみ固着されていてもよい。

可動部１４０は、圧電板７７０の長手方向中央部７７０ａに設けられている。リジッド部７２０、７３０は、ガラスエポキシ等の硬質の樹脂で形成されており、支持部の機能を果たしている。後述のようにリジッド部７２０、７３０にあらかじめ形成された端子と、フレキシブル部７１０にあらかじめ形成された導体パターンとは電気的に導通されている。フレキシブル部７１０は、ポリイミドのような軟質の樹脂で形成されている。フレキシブル部７１０には、導体パターンが印刷されており、この形状は圧電板７７０上の電極７７２、７７３、圧電板７８０上の電極７８２、７８３の形状と一致する。このように、リジッドフレキシブル基板７０１を用いる場合には、リジッド部７２０、７３０に一体化したフレキシブル部７１０を固着することで工程、取扱が容易になる。

図１０Ａは、リジッドフレキシブル基板７０１を示す平面図である。リジッドフレキシブル基板７０１は、硬質な材料と柔軟な材料とを複合しリジッド部７２０、７３０とフレキシブル部７１０とで構成されている。フレキシブル部７１０の各主面には導体パターン７１１、７１２と導体パターン７４１、７４２とが印刷されている。スルーホール７２１〜７２３は、内部に導電体を挿入することで導通可能に形成されている。導体パターン７１１はスルーホール７２１と導通が取れており、導体パターン７１２はスルーホール７２２と導通が取れている。また、導体パターン７４１はスルーホール７２１と導通が取れており、導体パターン７４２はスルーホール７２３と導通が取れている。導体パターン７１１、７１２は、後述のとおり、形状においてその上に固着される圧電板７７０の電極７７２、７７３と一致している。また、導体パターン７４１、７４２は、その上に固着される圧電板７８０の電極７８２、７８３と一致している。なお、スルーホール７３１〜７３３は、特に導通には用いられていないが、スルーホール７２１〜７２３とのバランスをとる上で、設けられていることが好ましい。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、圧電板７７０を示す平面図および底面図である。圧電板７７０は、圧電アクチュエータユニット７００においてタッチパネル２７側に設けられている。圧電板７７０の可動部１４０側の主面には一様に電極７７１が設けられており、その反対側（リジッドフレキシブル基板７０１側）の主面には電極７７２、７７３が設けられている。電極７７２と電極７７３とは切り分けられており、これらの形状は、リジッドフレキシブル基板７０１の導体パターン７１１、７１２の形状と一致している。なお、電極７７１と電極７７３とは、圧電板７７０の側面に設けられた電極またはバイア（図示せず）により接続されている。また、圧電板７７０は、電極７７１と電極７７２との間で分極されている。

また、図１１Ｃおよび図１１Ｄは、圧電板７８０を示す平面図および底面図である。圧電板７８０は、圧電アクチュエータユニット７００において液晶表示パネル２５側に設けられている。圧電板７８０のリジッドフレキシブル基板７０２側の主面には電極７８２、７８３が設けられており、その反対側の主面には一様に電極７８１が設けられている。電極７８２と電極７８３とは切り分けられており、これらの形状は、リジッドフレキシブル基板７０２の導体パターン７４１、７４２の形状と一致している。なお、電極７８１と電極７８３とは、圧電板７８０の側面に設けられた電極またはバイア（図示せず）により接続されている。また、圧電板７８０は、電極７８１と電極７８２の間との間で分極されている。なお、ここで圧電板７８０は圧電板７７０とは逆方向に分極されている必要がある。例えば、圧電板７７０は７７１および７７３に＋、７７２に−側の電圧を印加して分極された場合、圧電板７８０は７８２に＋、７８１および７８３に−側の電圧を印加して分極される。上記の圧電板７７０、７８０は、単板型であってもよく、積層型であってもよい。

１０ タッチパネル式入力装置
２０ タッチパネルユニット
２５ 液晶表示パネル
２７ タッチパネル
３０ タッチパネル回路
４０ デジタルシグナルプロセッサ
５０ Ｄ級アンプ
１００ 圧電アクチュエータユニット
１１０ 圧電アクチュエータ
１１１ 金属板
１１１ａ、１１１ｂ 長手方向両端部
１１２ 圧電板
１１２ａ 長手方向中央部
１１３ 圧電板
１１４、１１５ 電極
１２０ 支持部
１２１、１２２ 入力端子
１２１ａ 露出部分
１２１ｂ リード線
１２１ｃ 導電性接合材
１２５ 切欠き部
１３０ 支持部
１４０ 可動部
２００ 圧電アクチュエータユニット
２１０ 圧電アクチュエータ
２１１ 金属板
２１１ａ 付け根部分
３００ 圧電アクチュエータユニット
３１０ 圧電アクチュエータ
３１１ 金属板
３１１ａ 付け根部分
４００ 圧電アクチュエータユニット
４１０ 圧電アクチュエータ
４１１ 金属板
４１１ａ スリット
５００ 圧電アクチュエータユニット
５１０ 圧電アクチュエータ
５１１ 金属板
５１１ａ 端部
６００ 圧電アクチュエータユニット
６２０ 支持部
６２１、６２２ 切欠き部
６２３、６２５ 接続部
６２４、６２６ 絶縁層
７００ 圧電アクチュエータユニット
７０１ リジッドフレキシブル基板
７１０ フレキシブル部
７１１、７１２、７４１、７４２ 導体パターン
７２０、７３０ リジッド部
７２１〜７２３、７３１〜７３３ スルーホール
７７０、７８０ 圧電板
７７１〜７７３、７８１〜７８３ 電極

Claims (10)

1. 矩形の金属板と、
   前記金属板の長手方向両端部が一体成型により埋設された樹脂製の支持部と、
   前記金属板の両主面または一方の主面に固着された矩形板状の圧電板と、
   前記圧電板の長手方向中央部に設けられた可動部と、を備えることを特徴とする圧電アクチュエータユニット。
2. 前記圧電板は、電極を有し、
   前記支持部は、その内部に埋設され、前記圧電板の電極と接続されている端子を有することを特徴とする請求項１記載の圧電アクチュエータユニット。
3. 前記金属板は、前記支持部への付け根部分が断面Ｕ字型に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧電アクチュエータユニット。
4. 前記金属板は、前記支持部への付け根部分が断面Ｓ字型に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧電アクチュエータユニット。
5. 前記金属板は、前記支持部への付け根部分にスリットが形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の圧電アクチュエータユニット。
6. 前記金属板は、前記支持部に埋設された一方の端部が前記支持部の表面に露出し、前記圧電板の電極および前記電極に接続される入力端子の一つを兼ねていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の圧電アクチュエータユニット。
7. 前記圧電板と前記支持部との間で露出される前記金属板の表面に設けられた絶縁層と、
   前記絶縁層上に設けられ、前記圧電板の電極と前記支持部に埋設された端子とを接続する接続部と、を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の圧電アクチュエータユニット。
8. 主面の一方または両方に電極が印刷された矩形板状のフレキシブル部、および前記フレキシブル部の長手方向両端部を固定し前記電極に接続された端子が設けられたリジッド部を有する樹脂製のリジッドフレキシブル基板と、
   前記フレキシブル部の一方または両方の主面に固着された矩形板状の圧電板と、
   前記圧電板の長手方向中央部に設けられた可動部と、を備えることを特徴とする圧電アクチュエータユニット。
9. 前記圧電板は、前記フレキシブル部側の主面に２つの電極を有し、
   前記フレキシブル部の反対側の主面に１つの電極を有し、
   前記フレキシブル部側の主面の一方の電極は、前記フレキシブル部の反対側の主面の電極と接続されていることを特徴とする請求項８記載の圧電アクチュエータユニット。
10. 矩形の金属板の長手方向両端部を樹脂に埋設するように、前記金属板に対して樹脂製の支持部を一体成型する成型工程と、
    前記金属板の両方の主面または一方の主面に、分極処理済みの矩形板状の圧電板を固着させる固着工程と、
    前記圧電板の長手方向中央部に可動部を固着させる工程と、を含むことを特徴とする圧電アクチュエータユニットの製造方法。

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