JP4446119B2

JP4446119B2 - 圧電型アクチュエータ

Info

Publication number: JP4446119B2
Application number: JP13462999A
Authority: JP
Inventors: 清加藤; 勉亀山; 心祐平山; 純一鈴鹿; 隆行櫻井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Niterra Co Ltd
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2010-04-07
Anticipated expiration: 2019-04-06
Also published as: JP2000294846A

Description

【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。
【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。
【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。
【０００４】
従来の圧電型アクチュエータは、図４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１７と下ケース１８との間に挟持させ、かつそのケース間にガス室１９が形成されるように、上ケース１７と下ケース１８とを接着などによって結合させるようにしている。図中、１９はガスの吸入口、２０はガスの吐出口である。
【０００５】
このような構成による圧電型アクチュエータでは、上ケース１７と下ケース１８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１７，１８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。
【０００６】
加工性を良くするために上ケース１７と下ケース１８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。
【０００７】
また、上ケース１７と下ケース１８とを接着などによって結合させるようにするのでは、手間がかかって組付時の作業性が悪くなってしまう。特に接着の場合には、接着剤が乾燥するまでに時間を要するものとなってしまう。
【０００８】
【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。また、上ケースと下ケースとを接着などによって接合するのでは、作業性が悪くなってしまうことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による圧電型アクチュエータは、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、振動特性が安定したものを加工性良く容易に製造することができるようにするべく、圧電素子が取り付けられた振動板と、その振動板の周縁を固定的に担持する金属製のロアプレートと、金属製のリング状部材またはインナーリングとを有し、その振動板およびロアプレートをリング状部材内に入れて、リング状部材の上端をかしめることによって振動板の周縁をロアプレート上に保持させることによって一体化されたユニットまたはロアケース内に振動板の周縁を担持させ、前記インナーリングを介してロアケースの上端をかしめることによって形成されたユニットに、ガスの吸入口および吐出口が設けられた合成樹脂製のアッパーケースをそのユニットの抱持部分の弾力性を利用して嵌め込んで、振動板との間にガス室が形成されるように構成している。
【００１０】
【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を振動可能なように担持する金属製のロアプレート３と、振動板２の周縁をロアプレート３にかしめ付ける同じ金属材料からなる保持用リング４と、ガスの吸入口７および吐出口８が設けられた合成樹脂製のアッパーケース６とからなっている。また、そのアッパーケース６には、圧電素子１のプラス側のリード１０の外部引出し口１１が形成されている。
【００１１】
そして、その圧電型アクチュエータは、振動板２およびロアプレート３を保持用のリング４内に入れて、そのリング４の上端をかしめることによって振動板２の周縁をロアプレート３上に保持させることによって一体化されたユニット５に、アッパーケース６を、振動板２との間にガス室９が形成されるように組み付けることによって構成されることになる。図中、４１はかしめ部分を示している。
【００１２】
また、ロアプレート３をアース体として利用して、アッパーケース６の外部に露出したロアプレート３の下面にマイナス側のリード端子１２が取り付けられている。
【００１３】
しかして、本発明によれば、予め振動板２を振動可能なように保持したユニット５を形成したうえで、それをアッパーケース６に組み込むようにしているので、組付け時の作業性が向上する。そして、事前に振動特性の一定したユニット５を製造することができ、特性の揃った圧電アクチュエータを容易に得ることができるようになる。
【００１４】
そして、ガス室９を形成するためのアッパーケース６を合成樹脂製のものとしても、熱膨張係数の違いにより振動板２の保持状態が変わって特性が変化したり、保持面の摩耗によって特性が変化したりするようなことなく、振動板２を最適な状態で設置することができるようになる。
【００１５】
また、アッパーケース６の外部に露出したロアプレート３の下面からマイナス側のリードの引出しを自在に行わせることができるようになる。
【００１６】
ユニット５にアッパーケース６を組み付けるに際して、アッパーケース６の下部にはユニット５の抱持部６１が形成されており、その抱持部６１が有する弾力性を利用して、ユニット５にアッパーケース６を嵌め込むようにしている。
【００１７】
抱持部６１としては、それが例えばユニット５が円盤状のものである場合、その円周全体にわたって形成されていてもよく、また、その円周の複数箇所に部分的に形成されていてもよい。
【００１８】
抱持部６１をユニット５の円周全体を抱持するように形成する場合には、抱持部６１を複数に分割してユニット５への嵌め込みを容易に行わせることができるように、その抱持部６１に複数の縦割りのスリットを設けるようにしてもよい。
【００１９】
また、ユニット５にアッパーケース６を嵌め込むに際して、ユニット５と抱持部６１との間に嵌め込みの位置決めをなすマークまたはノッチなどによる位置合せ手段を設けるようにしてもよい。
【００２０】
図２に、ユニット５にアッパーケース６を嵌め込むときの様子を示している。
【００２１】
しかして、本発明によれば、何ら接着などの手段をとるようなことなく、ユニット５にアッパーケース６をワンタッチで装着させることができるようになり、組付性が良くなる。また、リード引出しの穴位置ずれなどに対して、再組が可能となり、製品の歩留りが向上する。
【００２２】
また、本発明では、ユニット５にアッパーケース６を組み付けるに際して、両者間にＯリング１３（またはシート状のシール部材）を介挿して、ガス室９の気密性を確保するようにしている。
【００２３】
なお、振動板２の周縁をロアプレート３の担持部分に保持させる部材として、かしめ付け用のリング４以外に、ネジ締め用の部材を用いることも可能である。
【００２４】
また、ロアプレートと保持用のリング４とを一体的に成形するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００２５】
図３は、本発明による圧電型アクチュエータの他の実施例を示している。
【００２６】
ここでは、金属製のロアケース１４内に圧電素子１が貼り付けられた振動板２が振動可能なようにその周縁を担持させ、金属製のインナーリング１５を介してロアケース１４の上端をかしめることによって、振動板２をその周縁でロアケース１４内に保持させたユニット１６を形成するようにしている。そして、そのユニット１６上に、ガスの吸入口７および吐出口８が設けられた合成樹脂製のアッパーケース６を接着して、アッパーケース６と振動板２との間にガス室９が形成されるようにしている。
【００２７】
このように構成された圧電型アクチュエータにあっても、前述と同様の作用効果を発揮できるものとなっている。
【００２８】
【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をケース内に設置するに際して、振動特性が安定したものを加工性良く容易に製造することができるようにするべく、圧電素子が取り付けられた振動板と、その振動板の周縁を固定的に担持する金属製のロアプレートと、金属製のリング状部材またはインナーリングとを有し、その振動板およびロアプレートをリング状部材内に入れて、リング状部材の上端をかしめることによって振動板の周縁をロアプレート上に保持させることによって一体化されたユニットまたはロアケース内に振動板の周縁を担持させ、前記インナーリングを介してロアケースの上端をかしめることによって形成されたユニットに、ガスの吸入口および吐出口が設けられた合成樹脂製のアッパーケースをそのユニットの抱持部分の弾力性を利用して嵌め込んで、振動板との間にガス室が形成され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容易に製造することができるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図２】同実施例の圧電型アクチュエータにあってユニットにアッパーケースを嵌め込むときの状態を示す図である。
【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。
【図４】従来の圧電型アクチュエータを示す正断面図である。
【符号の説明】
１圧電素子
２振動板
３ロアプレート
４保持用リング
５ユニット
６アッパーケース
９ガス室
１３Ｏリング
１４ロアケース
１５インナーリング
１６ユニット

Claims

圧電素子が取り付けられた振動板と、その振動板の周縁を固定的に担持する金属製のロアプレートと、金属製のリング状部材とを有し、その振動板およびロアプレートをリング状部材内に入れて、リング状部材の上端をかしめることによって振動板の周縁をロアプレート上に保持させることによって一体化されたユニットに、ガスの吸入口および吐出口が設けられた合成樹脂製のアッパーケースを前記ユニットを抱持する抱持部分の弾力性を利用して嵌め込んで、振動板との間にガス室が形成されるように構成した圧電型アクチュエータ。
圧電素子が取り付けられた振動板と、その振動板の周縁を固定的に担持する金属製のロアケースと、金属製のインナーリングとを有し、そのロアケース内に振動板の周縁を担持させ、前記インナーリングを介してロアケースの上端をかしめることによってユニットを形成し、そのユニットに、ガスの吸入口および吐出口が設けられた合成樹脂製のアッパーケースを前記ユニットを抱持する抱持部分の弾力性を利用して嵌め込んで、振動板との間にガス室が形成されるように構成した圧電型アクチュエータ。
ユニットとアッパーケースとの間にシール部材を設け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。
ロアプレートまたはロアケースをアース体にしたことを特徴とする請求項１または請求項２の記載による圧電型アクチュエータ。