JP2018196319A - 圧電アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の主な目的は、小型流体輸送装置に適した圧電アクチュエータの提供であり、懸吊板と、外枠と、フレームとをエッチングにより、異なる階層構造を構成し、フレームの厚みを減少し、弾力を増加させることで、懸吊板の垂直方向の変位量が増え、小型流体輸送装置の効率を上昇させることである。【解決手段】本願発明に係る圧電アクチュエータは、懸吊板と、外枠と、少なくとも一つのフレームと、を包含し、前記懸吊板は第一厚みを有し、前記懸吊板を囲繞する前記外枠は第三厚みを有し、少なくとも一つの前記フレームと連接する前記外枠の間に第四厚みを有し、そのうち、第三厚みは、第一厚みより大きく、第一厚みは、第四厚みより大きい。前記懸吊板と、前記外枠と、前記フレームと、をエッチング製法により、異なる階層の階段構造に形成し、フレームの厚みを底減させ、弾性を強化することで、前記懸吊板の垂直方向の変位量が増加し、小型流体輸送装置の効率を上昇させている。【選択図】図３Ａ
Description
本発明は、圧電アクチュエータに関し、特に、小型で非常に薄く、静かな小型流体制御装置の圧電アクチュエータに関するものである。
現在医薬、コンピューターテクノロジー、印刷、エネルギー等の工業など分野を問わず製品は精密化及び小型化の方向に発展しており、そのうち、小型ポンプ、噴霧器、インクジェットヘッド、工業印刷装置等の製品に含まれる流体輸送構造は中でも重要な技術であるが、如何に革新的な構造で技術のボトルネックを打破するかが発展させるための重要な内容となっている。
例えば、医藥産業においては空気圧動力を採用して駆動される機器や設備が多いが、通常は従来型のモーターと気圧バルブでその気体輸送の目的が達せられている。しかしながら、これら従来型のモーターと気圧バルブの体積の制限を受けて、これらの機器・設備はその体積を縮小することが難しく、装置全体の体積を縮小することができないため、薄型化という目標を実現することが難しく、これをポータブル型にするという目的に達成することはさらに難しい。また、これら従来型のモーター及び気体バルブは、作動時に騒音の発生といった問題も引き起こし、使用上の不便及び不快に繋がってしまう。
流体輸送装置が小型、スリム化し、上述の領域に適して使用された後、体積の縮小にしたがって、小型流体輸送装置の流体輸送効率も底減しており、このため、圧電アクチュエータの設計を介して、小型流体輸送装置の効率を上昇させ、体積を小さくして小型化すると同時に静音性を確保できる小型流体制御装置を如何に開発するかが現在解決を要する切迫した問題となっている。
本発明の主な目的は、小型流体輸送装置に適した圧電アクチュエータの提供であり、懸吊板と、外枠と、フレームとをエッチングにより、異なる階層構造を構成し、フレームの厚みを減少し、弾力を増加させることで、懸吊板の垂直方向の変位量が増え、小型流体輸送装置の効率を上昇させることである。
上述の目的を達成するため、圧電アクチュエータ板と、圧電ユニットと、を包含し、前記圧電アクチュエータ板は、懸吊板頂面及び前記懸吊板頂面に対応する懸吊板底面とを有し、前記懸吊板頂面に凸部頂面を有する凸部を設け、前記懸吊板頂面と、前記懸吊底頂面との間を第一厚みと定義し、前記凸部にある前記凸部頂面と、前記懸吊底頂面との間を第二厚みと定義する懸吊板と、前記懸吊板周辺を以上するように設置し、且つ外枠頂面と、前記外枠頂面に対応する外枠底面を有し、前記外枠頂面と前記外枠底面の間を第三厚みと定義する外枠と、前記懸吊板と前記外枠の間に連接し、且つ、フレーム頂面と前記フレーム頂面と対応するフレーム底面を設け、前記フレーム頂面と前記フレーム底面との間を第四厚みと定義する少なくとも一つのフレームと、少なくとも一つの前記フレームと隣接する位置に設置し、溝底面を有する少なくとも一つの凹溝と、を包含し、前記圧電ユニットは前記懸吊板底面に貼り付けられており、前記第三厚みは前記第一厚みより厚く、前記第一厚みは、前記第四厚みより厚い圧電アクチュエータを提供している。
懸吊板頂面及び前記懸吊板頂面に対応する懸吊板底面と、を有し、前記懸吊板頂面に凸
部頂面を有する凸部を設け、前記懸吊板頂面と、前記懸吊底頂面との間を第一厚みと定義し、前記凸部にある前記凸部頂面と、前記懸吊底頂面との間を第二厚みと定義する懸吊板と、前記懸吊板周辺を以上するように設置し、且つ外枠頂面と、前記外枠頂面に対応する外枠底面を有し、前記外枠頂面と前記外枠底面の間を第三厚みと定義する外枠と、前記懸吊板と前記外枠の間に連接し、且つ、フレーム頂面と前記フレーム頂面と対応するフレーム底面を設け、前記フレーム頂面と前記フレーム底面との間を第四厚みと定義する少なくとも一つのフレームと、少なくとも一つの前記フレームと隣接する位置に設置し、溝底面を有する少なくとも一つの凹溝と、を包含し、そのうち、前記第三厚みは前記第一厚みより厚く、前記第一厚みは、前記第四厚みより厚い圧電アクチュエータを提供している。
部頂面を有する凸部を設け、前記懸吊板頂面と、前記懸吊底頂面との間を第一厚みと定義し、前記凸部にある前記凸部頂面と、前記懸吊底頂面との間を第二厚みと定義する懸吊板と、前記懸吊板周辺を以上するように設置し、且つ外枠頂面と、前記外枠頂面に対応する外枠底面を有し、前記外枠頂面と前記外枠底面の間を第三厚みと定義する外枠と、前記懸吊板と前記外枠の間に連接し、且つ、フレーム頂面と前記フレーム頂面と対応するフレーム底面を設け、前記フレーム頂面と前記フレーム底面との間を第四厚みと定義する少なくとも一つのフレームと、少なくとも一つの前記フレームと隣接する位置に設置し、溝底面を有する少なくとも一つの凹溝と、を包含し、そのうち、前記第三厚みは前記第一厚みより厚く、前記第一厚みは、前記第四厚みより厚い圧電アクチュエータを提供している。
本発明の特徴と利点を体現するいくつかの典型的実施例を以下において詳細に説明する。本発明は異なる態様において各種の変化が可能であり、そのいずれも本発明に係る範囲を逸脱せず、且つ本発明に係る説明及び図面は本質的に説明のために用いられ、本発明を制限するものではないことが理解されるべきである。
図１と図２Ａと図２Ｂを参照すると、本願発明の小型流体輸送装置１は、殻体１０と、圧電アクチュエータ２０と、を有している。そのうち、前記殻体１０は、出口板１１及び座体１２を包含し、前記座体１２は入口板１２１及び共振片１２２を包含している。前記圧電アクチュエータ２０は、前記共振片１２２に対応して設置され、前記出口板１１、前記圧電アクチュエータ２０、前記座体１２の前記共振片１２２、前記入口板１２１の順で重ねて設置している。
図２Ａを参照すると、本願発明に係る実施例において、前記殻体１０の前記出口板１１は、板部１１１の周辺縁が側壁部１１２に延伸して形成しており、前記板部１１１と前記側壁部１１２と、は収容空間１１３を定義し、圧電アクチュエータ２０を内部に設置し、また、前記板部１１１は、表面の凹みにおいて、貯蔵チャンバ１１４を形成しており、前記板部１１１上に少なくとも一つの排出孔１１５が前記貯蔵チャンバ１１４を貫通し、且つ、前記側壁部１１２と前記板部１１１が共同に前記収容空間１１３を定義することで、前記圧電アクチュエータ２０を前記収容空間１１３内に設置するために用いられる。前記座体１２は、入口板１２１と、共振片１２２と、を有し、そのうち、前記入口板１２１は、少なくとも一つの進入孔１２１１を有し、本願実施例において、前記進入孔１２１１は、４つであるが、これに限らない。前記進入孔１２１１は、前記入口板１２１の上下を貫通し、主に流体が装置から外へ気圧作用により、少なくとも１つの前記進入孔１２１１を通して、流体制御装置内へ提供しており、また、図２Ｂを参照すると、前記入口板１２１
は、少なくとも一つの気体ガイド１２１２を有し、全ての前記気体ガイド１２１２は、前記進入孔１２１１に対応して連通するように設置され、前記気体ガイド１２１２の中心には、気体チャンバ１２１３を有し、且つ、前記気体チャンバ１２１３は、前記気体ガイド１２１２を互いに連通することで、少なくとも一つの前記進入孔１２１１から前記気体ガイド１２１２に流入し、並びに前記気体チャンバ１２１３に気体を集中できる。
は、少なくとも一つの気体ガイド１２１２を有し、全ての前記気体ガイド１２１２は、前記進入孔１２１１に対応して連通するように設置され、前記気体ガイド１２１２の中心には、気体チャンバ１２１３を有し、且つ、前記気体チャンバ１２１３は、前記気体ガイド１２１２を互いに連通することで、少なくとも一つの前記進入孔１２１１から前記気体ガイド１２１２に流入し、並びに前記気体チャンバ１２１３に気体を集中できる。
本願実施例において、小型流体輸送装置１は、更に、絶縁片３１、３２及び導電片４０を有し、前記絶縁片３１、前記導電片４０、もう一つの前記絶縁片３２、の順で積み重ねるように前記収容空間１１３内に設置し、且つ前記圧電アクチュエータ２０と、前記出口板１１にある前記板部１１１と、の間に位置する。
図１を参照すると、本願実施例において、前記入口板１２１は、一体成型である前記進入孔１２１１と、前記気体ガイド１２１２と、前記気体チャンバ１２１３と、を有し、且つ前記入口板１２１と、前記共振片１２２が対応して組み立てられた後、前記気体チャンバ１２１３は、気体が集合するチャンバを構成し、気体を一時的に保存しており、この他に、可動部１２２１は、前記共振片１２２が前記気体チャンバ１２１３に対応することとし、前記座体１２に固定粘着する部分を固定部１２２２とし、且つ前記共振片１２２上には、中空孔１２２３を有し、前記入口板１２１の気体チャンバ１２１３に対応して設置し、気体流通を提供する。本願実施例において、前記共振片１２２は、フレキシブルな素材とすることができるが、これに限らず、もう一つの実施例において、前記共振片１２２は銅材とすることができるが、これに限らない。
これらの実施例において、前記入口板１２１の材料はステンレスとすることができるが、これに限らない。外の実施例において、前記気体チャンバ１２１３がチャンバを構成する場所の深さは、前記気体ガイド１２１２の深さと同等であるが、これに限らない。
図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂを参照すると、上述の圧電アクチュエータ２０は、前記共振片１２２に対応して設置され、前記圧電アクチュエータ板２０ａ及び圧電ユニット２０ｂを包含し、そのうち、前記圧電アクチュエータ板２０ａは、前記懸吊板２１と、前記外枠２２と、少なくとも一つの前記フレーム２３と、を有し、前記懸吊板２１は、懸吊板頂面２１１及び対応する懸吊板底面２１２を設置し、且つ、前記懸吊板底面２１２上に凸部２１３を有しており、更に、前記懸吊板２１にある前記懸吊板頂面２１１と前記懸吊板底面２１２の間を第一厚みＬ１と定義し、前記懸吊板２１の前記懸吊板底面２１２と、前記凸部２１３にある凸部頂面２１３１と、の間を第二厚みＬ２と定義し、前記圧電ユニット２０ｂは、セラミック電片とすることができ、前記圧電ユニット２０ｂは、前記懸吊板２１にある前記懸吊板底面２１２に貼り付けられ、前記外枠２２は、前記懸吊板２１の周辺を囲繞するように設置され、且つ、外枠頂面２２１と、前記外枠頂面２２１に対応する外枠底面２２２と、を有し、前記外枠２２にある前記外枠頂面２２１と、前記外枠底面２２２と、の間を第三厚みＬ３と定義し、少なくとも一つの前記フレーム２３が、前記懸吊板２１と前記外枠２２との間に連接し、且つ、フレーム頂面２３１と、前記フレーム頂面２３１と対応するフレーム底面２３２と、を設け、前記フレーム頂面２３１と、前記フレーム底面２３２と、の間を第四厚みＬ４と定義し、そのうち、前記外枠２２にある前記第三厚みＬ３が、前記懸吊板２１にある前記第一厚みＬ１より大きく、前記懸吊板２１にある前記第一厚みＬ１が少なくとも一つの前記フレーム２３にある前記第四厚みＬ４より大きく、前記懸吊板２１にある前記第一厚みＬ１が、少なくとも一つの前記フレーム２３にある前記第四厚みＬ４より大きい、その他に、これらの実施例において、前記外枠２２にある前記第三厚みＬ３と、前記凸部２１３の前記凸部頂面２１３１と、前記懸吊板２１にある前記懸吊板底面２１２が定義する前記第二厚みＬ２は、同等であるが、これに限らない。
上述の前記圧電アクチュエータ２０は、少なくとも一つの前記フレーム２３の前記第四厚みＬ４と、少なくとも一つの前記フレーム２３の剛性を底減することで、少なくとも一つの前記フレーム２３の弾性を強化し、前記懸吊板２１の垂直振動の変位量を上昇させるために用いられるだけでなく、流体輸送の量も増加させ、流体輸送装置の効率を向上させている。
図３Ａと図３Ｂを参照すると、図３Ａは、前記圧電アクチュエータ板２０ａにおける第一実施例の立体指示図であり、図３Ｂは、前記圧電アクチュエータ板２０ａにおける第一実施例の側面指示図である。前記圧電アクチュエータ板２０ａは、更に少なくとも一つの凹溝２４を包含し、少なくとも一つの前記凹溝２４は、少なくとも一つの前記フレーム２３に隣接する位置に設置され、少なくとも一つの前記凹溝２４は前記外枠２２にある前記外枠頂面２２１且つ、少なくとも一つの前記フレーム２３の周辺領域を形成しており、少なくとも一つの前記凹溝２４は、溝底面２４１を有し、本願実施例において、少なくとも一つの前記フレーム２３と、少なくとも一つの前記凹溝２４は数量を４つとしているが、これに限らない。また、本願実施例において、前記懸吊板２１の前記懸吊板底面２１２と、前記フレーム２３の前記フレーム底面２３２及び前記外枠２２の前記外枠底面２２２の三者は同じ平面上にあって、前記懸吊板２１の前記懸吊板頂面２１１上にある前記凸部２１３の前記凸部頂面２１３１と、前記外枠２２の前記外枠頂面２２１は、同じ平面上にあって、前記凹溝２４の前記溝底面２４１と、前記フレーム２３の前記フレーム頂面２３１は、同じ平面上にあることで、前記圧電アクチュエータ板２０ａは、前記懸吊板底面２１２と、前記フレーム底面２３２及前記外枠底面２２２と同じ平面上を基準とし、前記凸部２１３と、前記懸吊板２１と、前記フレーム２３は、頂面の高さが異なることで、階段構造を呈している。
上述の前記圧電アクチュエータ板２０ａに係る第一実施例において、前記圧電アクチュエータ板２０ａは、一体形成であり、前記懸吊板２１の前記懸吊板頂面２１１と、前記フレーム２３の前記フレーム頂面２３１及び、前記凹溝２４の前記溝底面２４１は、すべてエッチングにより形成され、且つエッチング行程において、エッチングする面はすべて皆同じ面である。
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃを参照すると、図４Ａは、本願発明に係る圧電アクチュエータ板２０ａの第二実施例における立体指示図であり、図４Ｂは、本願発明に係る圧電アクチュエータ板２０ａの第二実施例における側面図である。本願実施例において、同様に少なくとも一つの前記凹溝２４を有し、少なくとも一つの前記凹溝２４は、前記溝底面２４１を有し、そのうち、前記懸吊板２１の前記懸吊板底面２１２及び前記外枠２２の前記外枠底面２２２は、同じ平面であり、前記懸吊板２１の前記凸部２１３にある前記凸部頂面２１３１と、前記外枠２２の前記外枠頂面２２１と同じ平面であり、前記懸吊板２１の前記懸吊板頂面２１１と、前記凹溝２４の前記溝底面２４１と、前記フレーム２３の前記フレーム頂面２３１と、は同じ平面にあることで、前記圧電アクチュエータ板２０ａが頂面と底面はそれぞれ異なる平面を上下に階段構造を呈している。
上述の圧電アクチュエータ板２０ａの第二実施例において、前記圧電アクチュエータ板２０ａは、一体形成であり、前記懸吊板２１の前記懸吊板頂面２１１と、前記フレーム２３の前記フレーム頂面２３１と、前記フレーム底面２３２と、前記凹溝２４の前記溝底面２４１と、は皆、エッチングにより形成され、且つエッチング行程において、前記懸吊板頂面２１１と、前記フレーム頂面２３１と、前記溝底面２４１と、のエッチング面は、前記フレーム底面２３２のエッチング面と異なる平面である。
これらの実施例において、前記外枠２２の前記第三厚みＬ３は、２９５〜３０５μｍであり、前記懸吊板２１の前記第一厚みＬ１は、２６５〜２７５μｍであり、前記フレーム
２３の前記第四厚みＬ４は、２５０〜２６０μｍであり、そのうち、前記懸吊板２１上にある前記凸部２１３の前記凸部頂面２１３１と、前記懸吊板２１の前記懸吊板底面２１２と、の間の前記第二厚みＬ２と、前記外枠２２の前記第三厚みＬ３は同等であり、２９５〜３０５μｍであるが、これに限らない。
２３の前記第四厚みＬ４は、２５０〜２６０μｍであり、そのうち、前記懸吊板２１上にある前記凸部２１３の前記凸部頂面２１３１と、前記懸吊板２１の前記懸吊板底面２１２と、の間の前記第二厚みＬ２と、前記外枠２２の前記第三厚みＬ３は同等であり、２９５〜３０５μｍであるが、これに限らない。
本願発明にかかる圧電アクチュエータ板２０ａに関する実施例において、主に前記懸吊板２１と、前記外枠２２と、前記フレーム２３と、のエッチングにより構成される階段構造であって、前記フレーム２３の弾性を強化し、前記懸吊板２１の変位量を上昇させ、前記小型流体輸送装置１の効率を向上させ、前記フレーム２３の前記第四厚みＬ４と、前記懸吊板２１の変位量及び対応する小型流体輸送装置１の効率を比較した表を以下に示す。
上述の実験データより、前記フレーム２３の前記第四厚みＬ４が、２６５〜２７５μｍから２５０〜２６０μｍに底減した後、前記懸吊板２１と、前記外枠２２と、の間に一定の剛性を提供するだけでなく、前記懸吊板２１が、前記圧電ユニット２０ｂの駆動を受けた後、垂直方向の振動変位量も６．５μｍから１０μｍまで増加させることができるため、小型流体輸送装置１の最高気圧値は２５９ｍｍHｇから、４５１ｍｍHgまで上昇するこ
とがわかり、故に本願発明の前記フレーム２３は、前記小型流体輸送装置１の効率を上昇させることができるメリットを有し、とりわけ、輸送効率は、前記小型流体輸送装置１にとって、重要な研究要点である。
とがわかり、故に本願発明の前記フレーム２３は、前記小型流体輸送装置１の効率を上昇させることができるメリットを有し、とりわけ、輸送効率は、前記小型流体輸送装置１にとって、重要な研究要点である。
図２Ａを参照すると、上述の前記圧電ユニット２０ｂは、四角形状構造であり、且つ、長辺が、前記懸吊板２１の長辺より小さく、前記懸吊板２１状に貼り付けることができる。本願実施例において、前記懸吊板２１は、フレキシブルな正方形状構造とし、前記懸吊板２１の外側を囲繞する前記外枠２２を設け、前記外枠２２の形態は、前記懸吊板２１の形態より大きい。また、本願実施例において、前記外枠２２も正方形の中空枠型構造とし、前記懸吊板２１と、前記外枠２２と、の間に４本の前記フレーム２３が弾性支持を提供している。同時に図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂを参照すると、前記懸吊板２１と、前記外枠２２と、４つの前記フレーム２３は、一体形成により構成され、例えばステンレス素材からなるが、これに限らない。本願実施例に係る前記小型流体輸送装置１の前記圧電アクチュエータ２０は、前記圧電ユニット２０ｂと、金属板と、が張り付いて形成されるが、これに限らない。前期外枠２２は、前記懸吊板２１の外側を囲繞して設置し、且つ、外向きに凸出した導電ピン２２３を設置し、電気的連接をするために用いられており、４つの前記フレーム２３は、前記懸吊板２１及び前記外枠２２の間に連接し、弾性支持を提供している。本願実施例において、全ての前記フレーム２３の一端は、前記懸吊板２１の側辺と連接し、もう一端は、前記外枠２２の内側辺に連接し、且つ、前記フレーム２３と、前記懸吊板２１と、前記外枠２２と、の間には、少なくとも一つの間隙２５を有し、流体が通過するために用いられ、且つ前記懸吊板２１と、前記外枠２２と、前記フレーム２３と、の形態及び数量は多種多様の変化を有している。これらの前記懸吊板２１と、前記外枠２２と、の間に前記フレーム２３は、前記懸吊板２１が駆動する際、の変位角が不均一であることを減少し、前記懸吊板２１がＺ軸上における振動増加を手助けすることで、前記懸吊板２１は、上下に振動する際、より良い変位状態を有することができ、即ち、前記懸吊板２１の作動が安定することで、前記圧電アクチュエータ２０の動作と安定性と効能が向上する。また、本願実施例において、前記懸吊板２１の前記凸部２１３と、前記懸吊板２１と、少なくとも一つの前記フレーム２３と、は階段状を呈しており、且つ、厚みは少しずつ減っていく。
上述の二つの前記絶縁片３１、３２は、前記導電片４０を上下で挟むように設置している。その他に、これらの実施例において、前記絶縁片３１、３２は、例えばプラスチックなどの絶縁素材からなり、絶縁するために用いられ、もう一つの実施例において、前記導電片４０は、例えば金属などの導電素材からなり、導電するために用いられる。本願実施例において、前記導電片４０も前記導電ピン４１と電極４２と、を有する事ができ、前記導電ピン４１は、外部に通電するために用いられ、前記電極４２は前記圧電ユニット２０ｂと電気的連接するために用いられ、外部電力を前記導電ピン４１、前記導電片４０、前記電極４２を介して、前記圧電ユニット２０ｂに通電している。
図１、図２Ａ、図２Ｂを参照すると、本願発明に係る前記小型流体輸送装置１を組み立てる際、前記絶縁片３１、前記導電片４０、もう一つの前記絶縁片３２、前記圧電アクチュエータ２０、前記座体１２の順で積み重ねて固定し、組み立て、前記出口板１１にある前記収容空間１１３内に収容し、最後に前記出口板１１にある前記側壁部１１２の両側である前記収容空間１１３は、ポッティングコンパウンド６を塗布することで、漏れを防ぎ、流体積が小さく、コンパクトな外見である前記小型流体輸送装置１を形成することができる。上述の構造において、前記圧電ユニット２０ｂに駆動圧電を与えた場合、前記圧電ユニット２０ｂの伸縮により、前記懸吊板２１が湾曲振動し、前記懸吊板２１の振動に伴って、前記共振片１２２の可動部１２２１が振動することで、前記構造が前記座体１２にある少なくとも一つの前記進入孔１２１１から流体を吸引し、前記流体は、少なくとも一つの前記気体ガイド１２１２内に進入し、前記気体チャンバ１２１３の中空孔１２２３を介して、前記貯蔵チャンバ１１４内に流入し、前記圧電アクチュエータ２０の前記懸吊板２１の振動及び、前記共振片１２２の共振効果を受け、前記貯蔵チャンバ１１４の体積は圧縮され、前記出口板１１にある少なくとも一つの排出孔１１５から排出され、前記小型流体輸送装置１の流体輸送の行程を構成している。
また、図１を参照すると、前記共振片１２２と、前記圧電アクチュエータ２０と、の間には、前記間隙ｈがあり、前記共振片１２２及び前記圧電アクチュエータ２０にある前記外枠２２の間の前記間隙ｈは、例えば導電性接着剤５等を充填することで、前記共振片１２２と前記圧電アクチュエータ２０の前記懸吊板２１の間の前記間隙ｈが、深度を保つことができるため、気流をより迅速に流動させることができ、これらの前記間隙ｈの深度は、前記共振片１２２と前記圧電アクチュエータ２０と、の間に圧縮チャンバ１１６を形成し、前記共振片１２２の前記中空孔１２２３を介して、流体をチャンバ内に迅速に流動させることができ、且つ、前記懸吊板２１と前記共振片１２２が適切な距離を維持し、互いに干渉することと、騒音と、を底減している。
また、本願発明は、前記懸吊板２１の前記外枠２２及び前記共振片１２２の間に設置される前記導電性接着剤５が塗布される際、前記導電性接着剤５が前記圧電アクチュエータ２０にある前記外枠２２が、前記外枠２２の毛細管現象を受け、前記導電性接着剤５が前記外枠２２の前記外枠頂面２２１に沿って、前記フレーム２３に方向へ流動することで、前記外枠２２から前記フレーム２３に粘着する問題を改善するため、本願発明に係る前記外枠２２の前記外枠頂面２２１上には、前記凹溝２４を形成し、漏れ出した前記導電性接着剤５は、前記凹溝２４内に収容されることで、前記導電性接着剤５が漏洩或いは、前記フレーム２３上に粘着する問題を解決している。
以上より、本願発明に係る圧電アクチュエータは、懸吊板と、外枠と、フレームと、をエッチング製造により、異なる階層上の階段構造を構成し、フレームの厚みを減少するだけでなく、フレームの弾性を増加させることで、懸吊板の垂直方向の変位量を増加させ、即ち、本願発明に係る圧電アクチュエータの小型流体輸送装置の輸送効率を向上させ、同様にスリム化、コンパクト化した小型流体輸送装置において、より良い効果を有し、目的
を達成することができるため、本願発明の圧電アクチュエータは、産業価値があると思慮されるため、特許申請をするものである。
を達成することができるため、本願発明の圧電アクチュエータは、産業価値があると思慮されるため、特許申請をするものである。
本発明について上述のように実施例に基づいて詳細に説明したが、発明の属する技術分野において通常の知識を有する者であればさまざまな工夫と修飾が可能であり、それらはいずれも本発明に係る特許請求の範囲が求める保護を逸脱しない。
１ 小型流体輸送装置
１０ 殻体
１１ 出口板
１１１ 板部
１１２ 側壁部
１１３ 収容空間
１１４ 貯蔵チャンバ
１１５ 排出孔
１１６ 圧縮チャンバ
１２ 座体
１２１ 入口板
１２１１ 進入孔
１２１２ 気体ガイド
１２１３ 合流チャンバ
１２２ 共振片
１２２１ 可動部
１２２２ 固定部
１２２３ 中空孔
２０ 圧電アクチュエータ
２０ａ 圧電アクチュエータ板
２０ｂ 圧電ユニット
２１ 懸吊板
２１１ 懸吊板頂面
２１２ 懸吊板底面
２１３ 凸部
２１３１ 凸部頂面
２２ 外枠
２２１ 外枠頂面
２２２ 外枠底面
２２３ 導電ピン
２３ フレーム
２３１ フレーム頂面
２３２ フレーム底面
２４ 凹溝
２４１ 溝底面
２５ 間隙
３１、３２ 絶縁片
４０ 導電片
４１ 導電ピン
４２ 電極
５ 導電性接着剤
６ ポッティングコンパウンド
ｈ 間隙
Ｌ１ 第一厚み
Ｌ２ 第二厚み
Ｌ３ 第三厚み
Ｌ４ 第四厚み
１０ 殻体
１１ 出口板
１１１ 板部
１１２ 側壁部
１１３ 収容空間
１１４ 貯蔵チャンバ
１１５ 排出孔
１１６ 圧縮チャンバ
１２ 座体
１２１ 入口板
１２１１ 進入孔
１２１２ 気体ガイド
１２１３ 合流チャンバ
１２２ 共振片
１２２１ 可動部
１２２２ 固定部
１２２３ 中空孔
２０ 圧電アクチュエータ
２０ａ 圧電アクチュエータ板
２０ｂ 圧電ユニット
２１ 懸吊板
２１１ 懸吊板頂面
２１２ 懸吊板底面
２１３ 凸部
２１３１ 凸部頂面
２２ 外枠
２２１ 外枠頂面
２２２ 外枠底面
２２３ 導電ピン
２３ フレーム
２３１ フレーム頂面
２３２ フレーム底面
２４ 凹溝
２４１ 溝底面
２５ 間隙
３１、３２ 絶縁片
４０ 導電片
４１ 導電ピン
４２ 電極
５ 導電性接着剤
６ ポッティングコンパウンド
ｈ 間隙
Ｌ１ 第一厚み
Ｌ２ 第二厚み
Ｌ３ 第三厚み
Ｌ４ 第四厚み
Claims (10)
- 圧電アクチュエータ板と、圧電ユニットと、を包含し、
前記圧電アクチュエータ板は、懸吊板頂面及び前記懸吊板頂面に対応する懸吊板底面と、を有し、前記懸吊板頂面に凸部頂面を有する凸部を設け、前記懸吊板頂面と、前記懸吊底頂面との間を第一厚みと定義し、前記凸部にある前記凸部頂面と、前記懸吊底頂面との間を第二厚みと定義する懸吊板と、
前記懸吊板周辺を囲繞するように設置し、且つ外枠頂面と、前記外枠頂面に対応する外枠底面と、を有し、前記外枠頂面と前記外枠底面の間を第三厚みと定義する外枠と、
前記懸吊板と、前記外枠と、の間に連接し、且つ、フレーム頂面と、前記フレーム頂面と、に対応するフレーム底面を設け、前記フレーム頂面と、前記フレーム底面と、の間を第四厚みと、定義する少なくとも一つのフレームと、
少なくとも一つの前記フレームと隣接する位置に設置し、溝底面を有する少なくとも一つの凹溝と、を包含し、前記圧電ユニットは前記懸吊板底面に貼り付けられており、そのうち、前記第三厚みは前記第一厚みより厚く、前記第一厚みは、前記第四厚みより厚いことを特徴とする圧電アクチュエータ。 - 前記第三厚みの厚みが、前記第二厚みの厚みと同等であ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。
- 前記凸部頂面と、前記外枠頂面と、が同じ平面であり、少なくとも一つの前記凹溝にある溝底面と、少なくとも一つの前記フレームにある前記フレーム頂面と、が同じ平面であり、前記懸吊板にある前記懸吊板底面と、少なくとも一つの前記フレームにある前記フレーム底面及び、前記外枠にある前記外枠底面と、が同じ平面にあることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記懸吊板頂面と、少なくとも一つの前記フレームにある前記フレーム頂面と、少なくとも一つの前記凹溝にある前記溝底面と、がエッチング製法により、同じ平面に階段構造を形成している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。
- 前記凸部にある前記凸部頂面と、前記外枠にある前記外枠頂面と、は同じ平面にあり、少なくとも一つの前記凹溝にある前記溝底面と、少なくとも一つの前記フレームにある前記フレーム頂面と、前記懸吊板にある前記懸吊板頂面と、は同じ平面にあり、前記懸吊板の前記懸吊板底面と、前記外枠にある前記外枠底面と、は同じ平面に有ることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記懸吊板頂面と、少なくとも一つの前記フレームにある前記フレーム頂面と、前記フレーム底面と、少なくとも一つの前記凹溝にある前記溝底面と、がエッチング製法により、異なる平面上に上下の階段構造を形成することを特徴とする請求項５に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第三厚みが、２９５〜３０５μｍであることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第一厚みが、２６５〜２７５μｍであることを特徴とする請求項７に記載の圧電アクチュエータ。
- 前記第四厚みが、２５０〜２６０μｍであることを特徴とする請求項８に記載の圧電アクチュエータ。
- 懸吊板頂面と、前記懸吊板頂面に対応する懸吊板底面と、を有し、前記懸吊板頂面に凸部頂面を有する凸部を設け、前記懸吊板頂面と、前記懸吊底頂面との間を第一厚みと定義し、前記凸部にある前記凸部頂面と、前記懸吊底頂面との間を第二厚みと定義する懸吊板と、
前記懸吊板周辺を囲繞するように設置し、且つ外枠頂面と、前記外枠頂面に対応する外枠底面を有し、前記外枠頂面と前記外枠底面の間を第三厚みと定義する外枠と、
前記懸吊板と前記外枠の間に連接し、且つ、フレーム頂面と前記フレーム頂面と対応するフレーム底面を設け、前記フレーム頂面と前記フレーム底面との間を第四厚みと定義する少なくとも一つのフレームと、
少なくとも一つの前記フレームと隣接する位置に設置し、溝底面を有する少なくとも一つの凹溝と、を包含し、
そのうち、前記第三厚みは前記第一厚みより厚く、前記第一厚みは、前記第四厚みより厚いことを特徴とする圧電アクチュエータ板。
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|---|---|---|---|---|
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- 2017-05-12 TW TW106115872A patent/TWI636188B/zh active
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Patent Citations (2)
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| JPH10164868A (ja) * | 1996-11-25 | 1998-06-19 | Canon Precision Inc | 振動波駆動装置 |
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| JP7388812B2 (ja) | 2023-11-29 |
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