WO2021186860A1 - アクチュエータ、流体制御装置、および、アクチュエータの製造方法 - Google Patents

アクチュエータ、流体制御装置、および、アクチュエータの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021186860A1
WO2021186860A1 PCT/JP2021/000675 JP2021000675W WO2021186860A1 WO 2021186860 A1 WO2021186860 A1 WO 2021186860A1 JP 2021000675 W JP2021000675 W JP 2021000675W WO 2021186860 A1 WO2021186860 A1 WO 2021186860A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
feeding member
frame body
main surface
flat plate
actuator
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/000675
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伸拓 田中
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Priority to CN202180022072.4A priority Critical patent/CN115315320B/zh
Priority to JP2022508083A priority patent/JP7351407B2/ja
Publication of WO2021186860A1 publication Critical patent/WO2021186860A1/ja
Priority to US17/930,440 priority patent/US20230006126A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/04—Pumps having electric drive
    • F04B43/043—Micropumps
    • F04B43/046—Micropumps with piezoelectric drive
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2047—Membrane type
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H10N30/506—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure having a cylindrical shape and having stacking in the radial direction, e.g. coaxial or spiral type rolls
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals

Definitions

  • the present invention relates to an actuator that vibrates a flat plate by a piezoelectric element.
  • Patent Document 1 discloses a pump using a piezoelectric element.
  • the pump described in Patent Document 1 includes a piezoelectric element, a diaphragm, a feeding plate, and a facing plate.
  • the diaphragm includes a disk, a frame, and a connecting portion.
  • the frame body is arranged so as to surround the disk, and is connected to the outer edge of the disk by a connecting portion.
  • the connecting portion has a beam shape and vibratesly supports the disk with respect to the frame body.
  • the piezoelectric element is arranged on one main surface of the disk in the diaphragm.
  • the feeding plate is arranged on the side opposite to the diaphragm side of the piezoelectric element.
  • the internal connection terminal of the power feeding plate is connected to the surface of the piezoelectric element opposite to the diaphragm side.
  • the facing plate is arranged on the side opposite to the side where the piezoelectric element is arranged in the diaphragm.
  • the facing plate is connected to the frame body in the diaphragm.
  • External connection terminals are provided on the power supply plate and the facing plate, respectively, and drive signals are supplied to the piezoelectric element by these terminals.
  • the drive signal can be supplied to the feeding surfaces (two main surfaces) of the piezoelectric elements at different positions in the thickness direction with a simple structure. It was difficult to achieve.
  • an object of the present invention is to provide an actuator capable of more reliably supplying a drive signal to a piezoelectric element with a simple structure while keeping the positions of two external connection terminals in the thickness direction of the apparatus the same. There is.
  • the actuator of the present invention includes a first member, a piezoelectric element, a first feeding member, a second feeding member, and an insulating layer.
  • the first member is composed of a conductive plate having a first main surface and a second main surface, and is connected to a first flat plate, a frame body surrounding the first flat plate, and an outer edge and a frame body of the first flat plate to form a frame.
  • a connecting member for connecting the first flat plate to the body is provided.
  • the piezoelectric element has a third main surface and a fourth main surface, and the third main surface faces the first main surface of the first flat plate and is arranged on the first flat plate.
  • the first power feeding member is arranged on the first main surface side of the first member and is connected to the frame body of the first member.
  • the second member is arranged on the same side as the first power feeding member with respect to the first member, and has a portion connected to the fourth main surface and a portion overlapping the frame body.
  • the insulating layer is arranged between the second feeding member and the frame body.
  • the first power feeding member includes a first external connection terminal that projects in a direction orthogonal to the thickness direction, with the direction in which the first power feeding member and the second feeding member and the piezoelectric element are lined up as the thickness direction.
  • the second power feeding member includes a second external connection terminal that projects in a direction orthogonal to the thickness direction.
  • the first external connection terminal and the second external connection terminal are arranged at the same position in the thickness direction.
  • the portion of the first power feeding member opposite to the protruding side of the first external connection terminal is bent toward the frame body and electrically connected to the frame body.
  • the position of the first external connection terminal and the position of the second external connection terminal in the thickness direction of the actuator are the same, and the first power feeding member is directly connected to the frame body, and eventually to the piezoelectric element. It is connected and the second feeding member is directly connected to the piezoelectric element.
  • the present invention it is possible to more reliably supply the drive signal to the piezoelectric element with a simple structure while keeping the positions of the two external connection terminals in the thickness direction of the device the same.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the fluid control device 10 including the actuator 11 according to the first embodiment.
  • 2 (A) is a plan view of the actuator 11 according to the first embodiment, and FIGS. 2 (B), 2 (C), and 2 (D) are side sectional views of the actuator 11.
  • FIG. 3 is a plan view in which the hatching of each component of the actuator 11 according to the first embodiment is different.
  • FIG. 4 is a perspective view of the power feeding member 60.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the fluid control device including the actuator 11A according to the second embodiment.
  • FIG. 6A is a plan view of the actuator 11A according to the second embodiment, and FIG. 6D is a side sectional view of the actuator 11A.
  • 7 (B) and 7 (C) are side sectional views of the actuator 11B according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the fluid control device 10 including the actuator 11 according to the first embodiment.
  • 2 (A) is a plan view of the actuator 11 according to the first embodiment, and FIGS. 2 (B), 2 (C), and 2 (D) are side sectional views of the actuator 11.
  • FIG. 3 is a plan view in which the hatching of each component of the actuator 11 according to the first embodiment is different.
  • the shapes of the respective components are exaggerated partially or as a whole in order to make the configurations of the actuator and the fluid control device easy to understand.
  • the actuator 11 includes a first member 20, a piezoelectric element 30, and a power supply.
  • a member 60 and an insulating layer 70 are provided.
  • the first member 20 is a conductive plate and has a main surface 201 and a main surface 202.
  • the main surface 201 corresponds to the "first main surface” of the present invention
  • the main surface 202 corresponds to the "second main surface” of the present invention.
  • the first member 20 includes a first flat plate 21, a frame body 22, and a plurality of connecting members 23.
  • the first flat plate 21 is a flat plate having a circular shape when viewed in a plane (shape when viewed in the thickness direction).
  • the frame body 22 is a flat plate, and is arranged outside the outer edge of the first flat plate 21 when viewed from the center of the first flat plate 21. In a plan view, the frame body 22 surrounds the first flat plate 21. That is, the frame body 22 has a circular opening in the center, and the first flat plate 21 is arranged in this opening.
  • the shape of the opening is similar to the outer shape of the first flat plate 21, and is larger than the outer shape of the first flat plate 21.
  • the outer shape of the frame body 22 is, for example, a rectangle, but the outer shape of the frame body 22 is not limited to a rectangle.
  • the plurality of connecting members 23 have a beam shape.
  • the plurality of connecting members 23 are arranged between the first flat plate 21 and the frame body 22.
  • the plurality of connecting members 23 are connected to the outer edge of the first flat plate 21 and the inner edge of the frame body 22.
  • the plurality of connecting members 23 are arranged at intervals along the outer edge of the first flat plate 21.
  • the number of connecting members 23 may be 3 or more, and the plurality of connecting members 23 may be arranged at equal intervals along the outer circumference of the first flat plate 21.
  • the plurality of voids 230 penetrate the first member 20 from the main surface 201 to the main surface 202.
  • the plurality of voids 230 are arranged between the first flat plate 21 and the frame body 22.
  • the plurality of gaps 230 are portions surrounded by the first flat plate 21, the frame body 22, and the plurality of connecting members 23 in the region between the first flat plate 21 and the frame body 22.
  • the plurality of voids 230 communicate with the space on the main surface 201 side of the first flat plate 21 and the space on the main surface 202 side.
  • the plurality of connecting members 23 are easily deformed by forming the plurality of connecting members 23 with the plurality of gaps 230 interposed therebetween. That is, the plurality of connecting members 23 vibrately connect the first flat plate 21 to the frame body 22.
  • the vibration of the first flat plate 21 here is a bending vibration, and the main surface 201 and the main surface 202 are displaced in a wavy shape when the first flat plate 21 is viewed from the side (viewed in a direction orthogonal to the thickness direction). Is.
  • the piezoelectric element 30 includes a piezoelectric body 31, a drive electrode 321 and a drive electrode 322.
  • the piezoelectric body 31 is a circular flat plate.
  • the drive electrode 321 is formed on one main surface of the flat plate-shaped piezoelectric body 31, and the drive electrode 322 is formed on the other main surface of the flat plate-shaped piezoelectric body 31.
  • the outer main surface 301 on the drive electrode 321 side of the piezoelectric element 30 corresponds to the "third main surface" of the present invention, and the outer main surface 302 on the drive electrode 322 side of the piezoelectric element 30 corresponds to the "fourth main surface" of the present invention. Corresponds to "face”.
  • FIG. 4 is a perspective view of the power feeding member 60.
  • the feeding member 60 is a conductive plate having a main surface 601 and a main surface 602, and includes a first feeding member 61 and a second feeding member 62.
  • the first feeding member 61 and the second feeding member 62 are arranged at the same position in the z direction (see each figure), which is the thickness direction of the actuator 11.
  • the outer shape of the first power feeding member 61 is substantially the same as the outer shape of the first member 20, and has an opening 600 in the center.
  • the opening 600 is the shape (inner shape) of the frame 22 on the side where the frame 22 of the first member 20 is connected to the connecting member 23, in other words, the first flat plate 21 of the first member 20, the plurality of connecting members 23, and the opening 600. It is substantially the same as the shape including the voids 230.
  • the opening 600 may be equal to or larger than the inner shape of the frame body 22.
  • the opening 600 is connected to the outside of the first power feeding member 61 in the x direction (see each figure), which is one direction orthogonal to the thickness direction.
  • the first feeding member 61 has an arc shape in which the ring is partially cut on one side in the x direction.
  • the first power feeding member 61 includes a first external connection terminal 619.
  • the first external connection terminal 619 has a rectangular shape that protrudes in the x direction from the end of the first power feeding member 61 on the side where the cut portion is located. In the z direction, the first external connection terminal 619 is arranged at the same position as the first power feeding member 61.
  • the second power feeding member 62 includes a first portion 621, a second portion 622, and a third portion 623, which are integrally formed.
  • the first portion 621 is located together with the first power feeding member 61 at a position overlapping the frame body 22 in a plan view, and forms a part of the outer shape of the opening 600 together with the frame body 22.
  • the second portion 622 and the third portion 623 are strips extending in the x direction.
  • the second portion 622 has a portion curved in the z direction and a portion extending in the x direction.
  • the portion curved in the z direction is connected to both ends of the portion extending in the x direction.
  • the second portion 622 is connected to the first portion 621 and the third portion 623 by the portions curved in the z direction, respectively.
  • the second feeding member 62 is partially recessed in the z direction when viewed from the main surface 601 side, in other words, partially in the z direction when viewed from the main surface 602 side, in the middle of the extending direction (x direction). It has a curved part that protrudes into the.
  • the first portion 621 of the second feeding member 62 is arranged at a portion of the first feeding member 61 where the ring is cut.
  • the first portion 621 is separated from the first feeding member 61.
  • the second portion 622 is arranged so as to project inside the opening 600, and the third portion 623 is arranged at the tip thereof.
  • the second power feeding member 62 includes a second external connection terminal 629.
  • the second external connection terminal 629 has a rectangular shape in which the second portion 622 of the first portion 621 protrudes in the x direction from the end opposite to the protruding side.
  • the second external connection terminal 629 is arranged at the same position as the first portion 621 of the second power feeding member 62.
  • the second external connection terminal 629 and the first external connection terminal 619 are arranged at the same position in the z direction (thickness direction of the actuator 11).
  • the second external connection terminal 629 and the first external connection terminal 619 are at the same position at exactly the same position so that both main surfaces coincide with each other.
  • the second external connection terminal 629 and the first external connection terminal 619 overlap so that the position of the second external connection terminal 629 in the thickness direction and the position of the first external connection terminal 619 in the thickness direction overlap at least in part. It may include the case where it is arranged.
  • the first feeding member 61 and the second feeding member 62 are molded in a state of being connected by the connecting member 63, and after the actuator 11 is assembled, more specifically, the first feeding member 61 is formed.
  • the first feeding member 61 is connected to the frame body 22, the second feeding member 62 is connected to the piezoelectric element 30, and then the members are individually separated.
  • the actuator 11 can be assembled while maintaining a stable positional relationship between the first feeding member 61 and the second feeding member 62.
  • connection member 63 is connected to the first power supply member 61 and the second power supply member 62 via the first external connection terminal 619 and the second external connection terminal 629.
  • the insulating layer 70 is in the form of a film having an insulating property.
  • the insulating layer 70 is formed of, for example, a resin containing any one of epoxy, polyimide, polyamideimide, polyester, polyether sulfone and the like as a main component.
  • the insulating layer 70 includes a first insulating layer 71 and a second insulating layer 72.
  • the first insulating layer 71 has substantially the same shape as the portion of the first power feeding member 61 that has the first external connection terminal 619.
  • the second insulating layer 72 has substantially the same shape as a portion in which the first portion 621 of the second feeding member 62 and a portion of the second portion 622 are combined.
  • the piezoelectric element 30 is arranged on the main surface 201 of the first flat plate 21. Specifically, the outer main surface 301 of the piezoelectric element 30 faces the main surface 201 of the first flat plate 21, and the drive electrode 321 and the first flat plate 21 are joined by a conductive bonding agent.
  • the bonding agent in the present application also includes an adhesive.
  • the center of the piezoelectric element 30 and the center of the first flat plate 21 are substantially coincident with each other.
  • the piezoelectric element 30 is distorted by applying a drive signal to the drive electrodes 321 and 322. Due to this distortion, the first flat plate 21 vibrates as described above.
  • the power feeding member 60 is arranged on the main surface 201 side of the first member 20. In other words, the power feeding member 60 is arranged on the side of the first member 20 where the piezoelectric element 30 is arranged.
  • the power feeding member 60 is arranged so that the main surface 601 faces the main surface 201 of the first member 20.
  • the second feeding member 62 is arranged so that the second portion 622 is separated from the piezoelectric element 30 by the first portion 621 and the third portion 623 in the z direction.
  • the second feeding member 62 includes a curved portion separated from the piezoelectric element 30 in the thickness direction of the actuator 11 in the middle of the extending direction.
  • the first power feeding member 61 and the second power feeding member 62 are arranged more specifically as follows when viewed in the z direction.
  • the first power feeding member 61 is arranged so as to overlap the frame body 22 of the first member 20.
  • the first portion 621 of the second feeding member 62 is arranged so as to overlap the frame body 22.
  • the third portion 623 of the second feeding member 62 is arranged so as to overlap the piezoelectric element 30. The third portion 623 comes into contact with the outer main surface 302 of the piezoelectric element 30.
  • the near-end side portion 611 (mainly referring to FIGS. 2A and 2C) of the first power feeding member 61 on the side having the first external connection terminal 619 is framed via the first insulating layer 71. Physically connected to body 22. More specifically, the first insulating layer 71 is formed on the main surface 601 of the near-end side portion 611 of the first power feeding member 61. Then, the surface of the first insulating layer 71 (the surface opposite to the contact surface with the near end side portion 611) is joined to the frame body 22 by using the adhesive 81.
  • the far-end side portion 612 (mainly referring to FIGS. 2 (A) and 2 (C)) on the opposite side of the first power feeding member 61 on the side having the first external connection terminal 619 is physically attached to the frame body 22. Connect physically and electrically. More specifically, the insulating layer is not formed on the far end side portion 612. The first power feeding member 61 is bent so that the far end side portion 612 is closer to the frame body 22 than the near end side portion 611. In this state, the main surface 601 of the far end side portion 612 is joined to the frame body 22 by using the adhesive 81.
  • the adhesive 81 is conductive (for example, it contains a conductive filler), the far end side portion 612 and the frame body 22 are physically and electrically connected. That is, the first power feeding member 61 and the frame body are fixed to the frame body 22 in a physically and electrically connected state.
  • the second power feeding member 62 (mainly referring to FIGS. 2 (A), 2 (C), and 2 (D)) is physically connected to the frame 22 via the second insulating layer 72. More specifically, the second insulating layer 72 is formed on the main surface 601 of the entire first portion 621 of the second feeding member 62 and a part of the second portion 622. Then, the surface of the second insulating layer 72 (the surface opposite to the contact surface with the first portion 621) is joined to the frame body 22 by using the adhesive 82. As a result, the second power feeding member 62 is fixed to the frame body 22 in a state of being insulated from the frame body 22.
  • the drive electrode 321 of the piezoelectric element 30 is connected to the first external connection terminal 619 via the first member 20 and the first power feeding member 61.
  • the drive electrode 322 of the piezoelectric element 30 is connected to the second external connection terminal 629 via the second power feeding member 62.
  • the drive signal can be supplied to the piezoelectric element 30 from the outside.
  • the position of the first external connection terminal 619 and the second external connection terminal 629 in the thickness direction of the actuator 11 The position will be the same. This facilitates external wiring to the first external connection terminal 619 and the second external connection terminal 629.
  • the same position here includes the range of error due to manufacturing variations.
  • the first feeding member 61 may be any as long as it can maintain the bent shape.
  • the first feeding member 61 may be a metal or the like that has conductivity and can be plastically deformed.
  • the adhesive 81 and the adhesive 82 the first feeding member 61 and the second feeding member 62 are more reliably fixed, and the conduction between the first feeding member 61 and the frame 22 is more reliable. Become.
  • the thickness of the adhesive 81 and the thickness of the adhesive 82 are the same, the position of the first external connection terminal 619 and the position of the second external connection terminal 629 are the same.
  • the thickness of the adhesive 81 and the thickness of the adhesive 82 can usually be made substantially the same by performing manufacturing control such as using the same adhesive 81 and the adhesive 82. Therefore, within the same concept described above, the position of the first external connection terminal 619 and the position of the second external connection terminal 629 can be the same.
  • the first power feeding member 61 including the first external connection terminal 619 and the second power feeding member 62 including the second external connection terminal 629 are at the same position in the thickness direction of the actuator 11.
  • the actuator 11 can be made smaller than the members that supply drive signals to the two drive electrodes of the piezoelectric element, as in the prior art, at different positions in the thickness direction of the actuator 11 with the piezoelectric element interposed therebetween. .. Further, with this configuration, the drive signal can be supplied to the piezoelectric element without complicating the supply path of the drive signal. In other words, the actuator 11 can supply a drive signal to the piezoelectric element with a simple structure, and by using a simple structure, a more reliable supply of the drive signal can be realized.
  • the second feeding member 62 since the second feeding member 62 has the above-mentioned curved portion, the third portion 623 is pressed against the outer main surface 302 of the piezoelectric element 30 with a predetermined urging force. This improves the stability of the physical and electrical connection between the third portion 623 and the piezoelectric element 30.
  • the second portion 622 and the third portion 623 of the second feeding member 62 are pushed up by the piezoelectric element 30 in the non-driving state. Therefore, the second feeding member 62 more reliably applies an urging force to the piezoelectric element 30. This further improves the stability of the physical and electrical connection between the third portion 623 and the piezoelectric element 30.
  • the first feeding member 61 and the second feeding member 62 are assembled to the first member 20 in an integrated state as one feeding member 60. Then, after being assembled, it is divided into a first feeding member 61 and a second feeding member 62. As a result, the actuator 11 can be assembled while maintaining the positional relationship between the first feeding member 61 and the second feeding member 62 with high accuracy. Therefore, a structure in which the first feeding member 61 is connected to the frame body 22 and the second feeding member 62 is connected to the piezoelectric element 30 can be easily realized with high accuracy.
  • the first insulating layer 71 and the second insulating layer 72 may be formed together with the power feeding member 60. That is, in the state of the power feeding member 60, more specifically, in the state of the flat plate before forming the opening 600 or the like, the first is by applying in a strip shape, printing, or attaching an insulating tape having a predetermined width. The first insulating layer 71 and the second insulating layer 72 are formed. As a result, the first insulating layer 71 and the second insulating layer 72 can be more reliably formed in a predetermined region. Further, the thickness of the first insulating layer 71 and the thickness of the second insulating layer 72 can be made the same more reliably.
  • the fluid control device 10 can be configured by using the actuator 11 having the above configuration.
  • the fluid control device 10 includes an actuator 11, a second flat plate 40, and a side wall member 50.
  • the second flat plate 40 is arranged on the main surface 202 side of the first member 20 of the actuator 11.
  • the second flat plate 40 includes a plurality of through holes 400.
  • the side wall member 50 is an annular shape having a hollow 500, and is arranged between the first member 20 of the actuator 11 and the second flat plate 40.
  • the side wall member 50 is connected to the frame body 22 of the first member 20 and the second flat plate 40.
  • the space surrounded by the actuator 11, the side wall member 50, and the second flat plate 40 becomes a pump chamber.
  • the pump chamber communicates with the external space on the second flat plate 40 side of the fluid control device 10 by a plurality of through holes 400. Further, the pump chamber communicates with the external space on the actuator 11 side of the fluid control device 10 by a plurality of voids 230.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the fluid control device 10A including the actuator 11A according to the second embodiment.
  • FIG. 6A is a plan view of the actuator 11A according to the second embodiment, and
  • FIG. 6D is a side sectional view of the actuator 11A.
  • the fluid control device 10A according to the second embodiment is different from the fluid control device 10 according to the first embodiment in the configuration of the actuator 11A. ..
  • the other configuration of the fluid control device 10A is the same as that of the fluid control device 10, and the description of the same parts will be omitted.
  • the actuator 11A differs from the actuator 11 according to the first embodiment in the configuration of the first member 20A.
  • Other configurations of the actuator 11A are the same as those of the actuator 11, and the description of the same parts will be omitted.
  • the first member 20A includes a plurality of recesses 24 in the frame body 22.
  • the plurality of recesses 24 are recessed from the main surface 201 and extend in the x direction.
  • the plurality of recesses 24 are formed at positions in the frame body 22 where the first portion 621 of the second power feeding member 62 is arranged. More specifically, the recess 24 overlaps the side end 625 of the first portion 621 of the second feeding member 62 with the actuator 11A viewed in a plan view (viewed in the z direction).
  • the actuator 11A has a simple structure for supplying a drive signal to the piezoelectric element 30 while keeping the positions of the two external connection terminals in the z direction (thickness direction) the same as in the actuator 11. So, it can be realized more surely.
  • the recess 24 The distance from the frame 22 increases. As a result, a short circuit between the first portion 621 and the frame body 22 can be suppressed. This is particularly effective when, for example, as described above, a manufacturing method in which the first feeding member 61 and the second feeding member 62 are separated after the formation of the first insulating layer 71 and the second insulating layer 72 is used. Is.
  • the actuator 11B according to the third embodiment has a second feeding member 62B and a first feeding member 62B with respect to the actuator 11 according to the first embodiment.
  • the configurations of the insulating layer 71B and the second insulating layer 72B are different.
  • Other configurations of the actuator 11B are the same as those of the actuator 11, and the description of the same parts will be omitted.
  • the second feeding member 62B is different from the second feeding member 62 according to the first embodiment in that it does not have a curved portion. That is, the second feeding member 62B is a flat plate having only a flat surface.
  • the thickness of the first insulating layer 71B and the second insulating layer 72B is substantially the same as the thickness of the piezoelectric element 30.
  • the actuator 11B supplies the drive signal to the piezoelectric element 30 while keeping the positions of the two external connection terminals in the z direction (thickness direction) the same as in the actuator 11. With a simple structure, it can be realized more reliably.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

第１給電部材（６１）と第２給電部材（６２）は、アクチュエータ（１１）の厚み方向において第１部材（２０）に対して同じ側に配置される。第１給電部材（６１）は、第１外部接続端子（６１９）を備える。第２給電部材（６２）は、第２外部接続端子（６２９）を備える。第１外部接続端子（６１９）と第２外部接続端子（６２９）とは、厚み方向の同じ位置に配置される。第２絶縁層（７２）は、第２給電部材（６２）と枠体（２２）との間に配置される。第１給電部材（６１）における第１外部接続端子（６１９）が突出する側と反対側の遠端側部分（６１２）は、枠体（２２）側に屈曲して、枠体（２２）に電気的に接続する。

Description

アクチュエータ、流体制御装置、および、アクチュエータの製造方法
　本発明は、圧電素子によって平板を振動させるアクチュエータに関する。
　特許文献１には、圧電素子を用いたポンプが開示されている。特許文献１に記載のポンプは、圧電素子、振動板、給電板、および、対向板を備える。
　振動板は、円板、枠体、および、連結部を備える。枠体は、円板を囲んで配置されており、連結部によって、円板の外縁に接続する。連結部は、梁形状であり、枠体に対して、円板を振動可能に支持する。
　圧電素子は、振動板における円板の一方主面に配置されている。給電板は、圧電素子における振動板側と反対側に配置されている。給電板の内部接続端子は、圧電素子における振動板側と反対側の面に接続する。
　対向板は、振動板における圧電素子が配置される側と反対側に配置されている。対向板は、振動板における枠体に接続する。
　給電板と対向板とには、それぞれ外部接続端子が設けられており、これらによって、圧電素子へ駆動信号が供給される。
国際公開第２０１６／１７５１８５号
　しかしながら、特許文献１に示すような従来の構成では、２個の外部接続端子は、ポンプの厚み方向（主面に直交する方向）の異なる位置に配置される。このため、２個の外部接続端子に対する外部からの配線は、容易ではない。
　さらに、ポンプの厚み方向における２個の外部接続端子の位置を同じにしながら、当該厚み方向の異なる位置にある圧電素子の給電面（２主面）への駆動信号の供給を、簡素な構造で実現することは、難しかった。
　したがって、本発明の目的は、装置の厚み方向における２個の外部接続端子の位置を同じにしながら、圧電素子への駆動信号の供給を、簡素な構造で、より確実に実現できるアクチュエータを提供することにある。
　この発明のアクチュエータは、第１部材、圧電素子、第１給電部材、第２給電部材、および、絶縁層を備える。第１部材は、第１主面と第２主面とを有する導電板からなり、第１平板と、第１平板を囲む枠体と、第１平板の外縁と枠体とに接続し、枠体に対して第１平板を連結する連結部材とを備える。圧電素子は、第３主面と第４主面とを有し、第３主面が第１平板の第１主面に対向し、第１平板に配置される。第１給電部材は、第１部材の第１主面側に配置され、第１部材の枠体に接続する。第２部材は、第１部材に対して第１給電部材と同じ側に配置され、第４主面に接続する部分と枠体に重なる部分とを有する。絶縁層は、第２給電部材と前記枠体との間に配置される。第１給電部材および第２給電部材と、圧電素子とが並ぶ方向を厚み方向として、第１給電部材は、厚み方向に直交する方向に突出する第１外部接続端子を備える。第２給電部材は、厚み方向に直交する方向に突出する第２外部接続端子を備える。第１外部接続端子と第２外部接続端子とは、厚み方向の同じ位置に配置される。第１給電部材における第１外部接続端子が突出する側と反対側の部分は、枠体側に屈曲して、枠体へ電気的に接続する。
　この構成では、アクチュエータの厚み方向における第１外部接続端子の位置と第２外部接続端子の位置とが同じになり、且つ、第１給電部材が枠体に直接的に接続され、ひいては圧電素子に接続され、第２給電部材が圧電素子に直接的に接続される。
　この発明によれば、装置の厚み方向における２個の外部接続端子の位置を同じにしながら、圧電素子への駆動信号の供給を、簡素な構造で、より確実に実現できる。
図１は、第１の実施形態に係るアクチュエータ１１を含む流体制御装置１０の分解斜視図である。 図２（Ａ）は、第１の実施形態に係るアクチュエータ１１の平面図であり、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）は、アクチュエータ１１の側面断面図である。 図３は、第１の実施形態に係るアクチュエータ１１の各部品のハッチングを異ならせた平面図である。 図４は、給電部材６０の斜視図である。 図５は、第２の実施形態に係るアクチュエータ１１Ａを含む流体制御装置の分解斜視図である。 図６（Ａ）は、第２の実施形態に係るアクチュエータ１１Ａの平面図であり、図６（Ｄ）は、アクチュエータ１１Ａの側面断面図である。 図７（Ｂ）、図７（Ｃ）は、第３の実施形態に係るアクチュエータ１１Ｂの側面断面図である。
（第１の実施形態）
　本発明の第１の実施形態に係るアクチュエータおよび流体制御装置について、図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係るアクチュエータ１１を含む流体制御装置１０の分解斜視図である。図２（Ａ）は、第１の実施形態に係るアクチュエータ１１の平面図であり、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）は、アクチュエータ１１の側面断面図である。図３は、第１の実施形態に係るアクチュエータ１１の各部品のハッチングを異ならせた平面図である。なお、各図は、アクチュエータおよび流体制御装置の構成を分かり易くするため、それぞれの構成要素の形状を部分的または全体として誇張して記載している。
　（アクチュエータ１１の構成）
　図１、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）、および、図３に示すように、アクチュエータ１１は、第１部材２０、圧電素子３０、給電部材６０、および、絶縁層７０を備える。
　（第１部材２０の構成）
　第１部材２０は、導電板であり、主面２０１と主面２０２とを有する。主面２０１が、本発明の「第１主面」に対応し、主面２０２が、本発明の「第２主面」に対応する。第１部材２０は、第１平板２１、枠体２２、および、複数の連結部材２３を備える。
　第１平板２１は、平面視した形状（厚み方向に視た形状）が円形の平板である。
　枠体２２は、平板であり、第１平板２１の外縁よりも第１平板２１の中心から視て外側に配置されている。平面視において、枠体２２は、第１平板２１を囲んでいる。すなわち、枠体２２は、中央に円形の開口を有し、第１平板２１は、この開口内に配置される。開口の形状は、第１平板２１の外形と相似形であり、第１平板２１の外形よりも大きい。枠体２２の外形は、例えば、矩形であるが、枠体２２の外形は、矩形に限るものではない。
　複数の連結部材２３は、梁形状である。複数の連結部材２３は、第１平板２１と枠体２２との間に配置されている。複数の連結部材２３は、第１平板２１の外縁と枠体２２の内縁とに接続する。複数の連結部材２３は、第１平板２１の外縁に沿って、間隔を空けて配置されている。なお、連結部材２３の個数は、３個以上であればよく、複数の連結部材２３は、第１平板２１の外周に沿って等間隔に配置するとよい。
　複数の空隙２３０は、第１部材２０を、主面２０１から主面２０２まで貫通する。複数の空隙２３０は、第１平板２１と枠体２２との間に配置されている。複数の空隙２３０は、第１平板２１と枠体２２との間の領域において、第１平板２１と枠体２２と複数の連結部材２３に囲まれた部分である。
　このような構成により、複数の空隙２３０は、第１平板２１の主面２０１側の空間と主面２０２側の空間とを連通する。また、このような複数の空隙２３０を挟んで、複数の連結部材２３が形成されることによって、複数の連結部材２３は、変形し易い。すなわち、複数の連結部材２３は、枠体２２に対して、第１平板２１を振動可能に連結する。ここでの第１平板２１の振動は、ベンディング振動であり、第１平板２１を側面視して（厚み方向に直交する方向に視て）、主面２０１および主面２０２が波状に変位する振動である。
　（圧電素子３０の構成）
　図２（Ｂ）に示すように、圧電素子３０は、圧電体３１、駆動電極３２１、および、駆動電極３２２を備える。圧電体３１は、円形の平板である。駆動電極３２１は、平板状の圧電体３１の一方主面に形成され、駆動電極３２２は、平板状の圧電体３１の他方主面に形成されている。圧電素子３０における駆動電極３２１側の外主面３０１が、本発明の「第３主面」に対応し、圧電素子３０における駆動電極３２２側の外主面３０２が、本発明の「第４主面」に対応する。
　（給電部材６０の構成）
　図４は、給電部材６０の斜視図である。給電部材６０は、主面６０１および主面６０２を有する導電板であり、第１給電部材６１と第２給電部材６２とを備える。第１給電部材６１と第２給電部材６２とは、アクチュエータ１１の厚み方向であるｚ方向（各図参照）において、同じ位置に配置される。
　第１給電部材６１の外形は、第１部材２０の外形と略同じであり、中央に、開口６００を有する。開口６００は、第１部材２０の枠体２２が連結部材２３に接続する側の枠体２２の形状（内形）、言い換えれば、第１部材２０の第１平板２１、複数の連結部材２３および空隙２３０を合わせた形状と、略同じである。なお、開口６００は、枠体２２の内形以上であればよい。
　開口６００は、厚み方向に直交する一方向であるｘ方向（各図参照）において、第１給電部材６１の外部につながっている。言い換えれば、第１給電部材６１は、ｘ方向の一方側において、環状が部分的に切れる弧状である。
　第１給電部材６１は、第１外部接続端子６１９を備える。第１外部接続端子６１９は、第１給電部材６１における切れる部分がある側の端部からｘ方向に突出する矩形の形状である。ｚ方向において、第１外部接続端子６１９は、第１給電部材６１と同じ位置に配置される。
　第２給電部材６２は、第１部分６２１、第２部分６２２、および、第３部分６２３を備え、これらが一体形成されている。第１部分６２１は、第１給電部材６１とともに、平面視した枠体２２と重なる場所に位置し、枠体２２とともに開口６００の外形の一部を形成する。第２部分６２２および第３部分６２３は、ｘ方向に延びる帯状である。
　第２部分６２２のｘ方向の一方端は、第１部分６２１に接続し、他方端は、第３部分６２３に接続する。第２部分６２２は、ｚ方向に湾曲する部分とｘ方向に延びる部分とを有する。ｚ方向に湾曲する部分は、ｘ方向に延びる部分の両端に接続する。第２部分６２２は、これらｚ方向に湾曲する部分によって第１部分６２１および第３部分６２３に、それぞれ接続する。
　これにより、第２給電部材６２は、延びる方向（ｘ方向）の途中において、主面６０１側から視て部分的にｚ方向に凹む、言い換えれば、主面６０２側から視て部分的にｚ方向に突出する、湾曲部を備える。
　第２給電部材６２の第１部分６２１は、第１給電部材６１における環状が切れる部分に配置される。第１部分６２１は、第１給電部材６１から離間している。第２部分６２２は、開口６００の内部に突出するように配置されており、この先端に第３部分６２３が配置される。
　第２給電部材６２は、第２外部接続端子６２９を備える。第２外部接続端子６２９は、第１部分６２１における第２部分６２２が突出する側と反対側の端部からｘ方向に突出する矩形の形状である。ｚ方向において、第２外部接続端子６２９は、第２給電部材６２の第１部分６２１と同じ位置に配置される。これにより、第２外部接続端子６２９と第１外部接続端子６１９とは、ｚ方向（アクチュエータ１１の厚み方向）において、同じ位置に配置される。なお、ｚ方向（アクチュエータ１１の厚み方向）において、第２外部接続端子６２９と第１外部接続端子６１９とが同じ位置であるとは、それぞれの両主面が一致するような完全に同じ位置であることが好ましいが、これに限らない。厚み方向における第２外部接続端子６２９の位置と、厚み方向における第１外部接続端子６１９の位置とが、少なくとも一部で重なるように、第２外部接続端子６２９と第１外部接続端子６１９とが配置される場合を含んでいてもよい。
　第１給電部材６１と第２給電部材６２とは、図４に示すように、接続部材６３によって繋がれた状態で成型され、アクチュエータ１１の組み立てが行われた後、より具体的には、第１給電部材６１を枠体２２に接続し、第２給電部材６２を圧電素子３０に接続した後に、個別に分離される。これにより、第１給電部材６１と第２給電部材６２との位置関係を安定して保ちながら、アクチュエータ１１を組み立てることができる。
　この際、接続部材６３は、第１外部接続端子６１９、および、第２外部接続端子６２９を介して、第１給電部材６１および第２給電部材６２に繋がっている。
　（絶縁層７０の構成）
　絶縁層７０は、絶縁性を有する膜状である。絶縁層７０は、例えば、エポキシ、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリエーテルサルフォン等のいずれかを主成分とする樹脂によって形成される。絶縁層７０は、第１絶縁層７１と第２絶縁層７２を備える。第１絶縁層７１は、第１給電部材６１における第１外部接続端子６１９を有する側の部分と、略同じ形状である。第２絶縁層７２は、第２給電部材６２の第１部分６２１と、第２部分６２２の一部とを合わせた部分と、略同じ形状である。
　（アクチュエータ１１の各構成要素の配置、接続関係）
　圧電素子３０は、第１平板２１の主面２０１に配置される。具体的には、圧電素子３０の外主面３０１は、第１平板２１の主面２０１に対向し、駆動電極３２１と第１平板２１とは、導電性接合剤によって接合される。なお、本願での接合剤は、接着剤も含む。アクチュエータ１１の平面視において、圧電素子３０の中心と第１平板２１の中心とは、略一致している。圧電素子３０は、駆動電極３２１、３２２に駆動信号が印加されることで歪む。この歪みによって、上述のように、第１平板２１は、振動する。
　給電部材６０は、第１部材２０の主面２０１側に配置される。言い換えれば、給電部材６０は、第１部材２０における圧電素子３０が配置される側に配置される。
　また、給電部材６０は、主面６０１が第１部材２０の主面２０１に対向するように配置される。これにより、第２給電部材６２は、ｚ方向において、第２部分６２２が第１部分６２１および第３部分６２３よりも圧電素子３０から離間するように配置される。言い換えれば、第２給電部材６２は、延びる方向の途中に、アクチュエータ１１の厚み方向において圧電素子３０から離間する湾曲部を備える。
　第１給電部材６１および第２給電部材６２は、ｚ方向に視て、より具体的に、次のように配置される。第１給電部材６１は、第１部材２０の枠体２２に重なるように配置される。第２給電部材６２の第１部分６２１は、枠体２２に重なるように配置される。第２給電部材６２の第３部分６２３は、圧電素子３０に重なるように配置される。第３部分６２３は、圧電素子３０の外主面３０２に当接する。
　第１給電部材６１の第１外部接続端子６１９を有する側の近端側部分６１１（主に、図２（Ａ）、図２（Ｃ）を参照）は、第１絶縁層７１を介して枠体２２に物理的に接続する。より具体的には、第１絶縁層７１は、第１給電部材６１の近端側部分６１１における主面６０１に形成されている。そして、この第１絶縁層７１の表面（近端側部分６１１への当接面と反対側の面）が、接着剤８１を用いて、枠体２２に接合される。
　第１給電部材６１の第１外部接続端子６１９を有する側の反対側の遠端側部分６１２（主に、図２（Ａ）、図２（Ｃ）を参照）は、枠体２２に、物理的かつ電気的に接続する。より具体的には、遠端側部分６１２には絶縁層は形成されていない。そして、第１給電部材６１は、遠端側部分６１２が近端側部分６１１よりも枠体２２側になるように屈曲している。この状態において、遠端側部分６１２の主面６０１は、接着剤８１を用いて、枠体２２に接合される。ここで、接着剤８１が導電性であること（例えば、導電性フィラーを含んでいること）により、遠端側部分６１２と枠体２２とは、物理的かつ電気的に接続する。すなわち、第１給電部材６１と枠体とは、物理的かつ電気的に接続した状態で、枠体２２に固定される。
　第２給電部材６２（主に、図２（Ａ）、図２（Ｃ）、図２（Ｄ）を参照）は、第２絶縁層７２を介して、枠体２２に物理的に接続する。より具体的には、第２絶縁層７２は、第２給電部材６２における第１部分６２１の全体および第２部分６２２の一部における主面６０１に形成されている。そして、この第２絶縁層７２の表面（第１部分６２１への当接面と反対側の面）が、接着剤８２を用いて、枠体２２に接合される。これにより、第２給電部材６２は、枠体２２から絶縁された状態で、枠体２２に固定される。
　上述の構成により、圧電素子３０の駆動電極３２１は、第１部材２０、第１給電部材６１を介して、第１外部接続端子６１９に接続する。圧電素子３０の駆動電極３２２は、第２給電部材６２を介して、第２外部接続端子６２９に接続する。これにより、圧電素子３０に、外部から駆動信号を供給できる。
　また、この構成では、第１絶縁層７１と第２絶縁層７２との厚みが同じであることによって、アクチュエータ１１における厚み方向における、第１外部接続端子６１９の位置と第２外部接続端子６２９の位置とが同じになる。これにより、第１外部接続端子６１９と第２外部接続端子６２９に対する外部からの配線は、容易になる。なお、ここでの位置が同じとは、製造上のバラツキによる誤差の範囲内も含む。
　この際、接着剤８１および接着剤８２を省略することで、アクチュエータ１１における厚み方向における、第１外部接続端子６１９の位置と第２外部接続端子６２９の位置とをさらに高精度に同じにできる。この場合、第１給電部材６１は、屈曲形状を維持できるようなものであればよい。例えば、第１給電部材６１は、導電性を有し、塑性変形が可能な金属等あればよい。ただし、接着剤８１および接着剤８２を用いることで、第１給電部材６１および第２給電部材６２は、より確実に固定され、第１給電部材６１と枠体２２との導通は、より確実になる。
　また、より厳密には、接着剤８１の厚みと接着剤８２の厚みとが同じであることで、第１外部接続端子６１９の位置と第２外部接続端子６２９の位置とが同じになる。しかしながら、接着剤８１と接着剤８２とに同じものを用いる等の製造上の制御を行うことで、通常、接着剤８１の厚みと接着剤８２の厚みとは、略同じにできる。したがって、上述の同じの概念の範囲内で、第１外部接続端子６１９の位置と第２外部接続端子６２９の位置とは、同じにできる。
　また、この構成では、第１外部接続端子６１９を含む第１給電部材６１と、第２外部接続端子６２９を含む第２給電部材６２とが、アクチュエータ１１の厚み方向において、同じ位置にあることで、従来技術のように、圧電素子の二個の駆動電極へ駆動信号を供給する部材を、圧電素子を挟んで、アクチュエータ１１の厚み方向の異なる位置に配置するよりも、アクチュエータ１１を小型にできる。また、この構成によって、駆動信号の供給経路を複雑にすることなく、圧電素子に駆動信号を供給できる。言い換えれば、アクチュエータ１１は、簡素な構造で、圧電素子へ駆動信号を供給でき、ひいては、簡素な構造を用いることで、駆動信号のより確実な供給を実現できる。
　また、この構成では、第２給電部材６２が上述の湾曲部を有することによって、第３部分６２３は、所定の付勢力をもって、圧電素子３０の外主面３０２に押しつけられる。これにより、第３部分６２３と圧電素子３０との物理的および電気的な接続の安定性は、向上する。特に、第２絶縁層７２の厚みが圧電素子３０の厚みよりも薄ければ、第２給電部材６２の第２部分６２２および第３部分６２３は、非駆動状態において、圧電素子３０によって押し上げられる。したがって、第２給電部材６２は、圧電素子３０に対して、より確実に付勢力が与えられる。これにより、第３部分６２３と圧電素子３０との物理的および電気的な接続の安定性は、さらに向上する。
　また、上述のように、第１給電部材６１および第２給電部材６２は、１つの給電部材６０として、一体化された状態で第１部材２０に組み付けられる。そして、組み付けられた後に、第１給電部材６１と第２給電部材６２とに分割される。これにより、第１給電部材６１と第２給電部材６２の位置関係を高精度に保った状態で、アクチュエータ１１を組み立てられる。したがって、第１給電部材６１を枠体２２に接続し、第２給電部材６２を圧電素子３０の接続した構造を、高精度に、且つ、容易に実現できる。
　また、上述の構成において、第１絶縁層７１と第２絶縁層７２とは、給電部材６０とともに形成するとよい。すなわち、給電部材６０の状態、より具体的には、開口６００等を形成する前の平板の状態において、帯状に塗布したり、印刷をしたり、所定幅の絶縁テープを貼り付けることによって、第１絶縁層７１と第２絶縁層７２とを形成する。これにより、第１絶縁層７１と第２絶縁層７２とを、より確実に、所定領域に形成できる。また、第１絶縁層７１の厚みと第２絶縁層７２の厚みとを、より確実に同じにできる。
　（流体制御装置１０の構成）
　上述の構成からなるアクチュエータ１１を用いることで、図１に示すように、流体制御装置１０を構成できる。流体制御装置１０は、アクチュエータ１１、第２平板４０、および、側壁部材５０を備える。
　第２平板４０は、アクチュエータ１１の第１部材２０における主面２０２側に配置される。第２平板４０は、複数の貫通孔４００を備える。
　側壁部材５０は、中空５００を有する環状であり、アクチュエータ１１の第１部材２０と、第２平板４０との間に配置される。側壁部材５０は、第１部材２０の枠体２２と、第２平板４０とに接続する。これにより、アクチュエータ１１、側壁部材５０、および、第２平板４０によって囲まれる空間（側壁部材５０の中空５００）は、ポンプ室となる。ポンプ室は、複数の貫通孔４００によって、流体制御装置１０の第２平板４０側の外部空間に連通する。また、ポンプ室は、複数の空隙２３０によって、流体制御装置１０のアクチュエータ１１側の外部空間に連通する。
（第２の実施形態）
　本発明の第２の実施形態に係るアクチュエータおよび流体制御装置について、図を参照して説明する。図５は、第２の実施形態に係るアクチュエータ１１Ａを含む流体制御装置１０Ａの分解斜視図である。図６（Ａ）は、第２の実施形態に係るアクチュエータ１１Ａの平面図であり、図６（Ｄ）は、アクチュエータ１１Ａの側面断面図である。
　図５、図６（Ａ）、図６（Ｄ）に示すように、第２の実施形態に係る流体制御装置１０Ａは、アクチュエータ１１Ａの構成において、第１の実施形態係る流体制御装置１０と異なる。流体制御装置１０Ａの他の構成は、流体制御装置１０と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。アクチュエータ１１Ａは、第１の実施形態に係るアクチュエータ１１に対して、第１部材２０Ａの構成において異なる。アクチュエータ１１Ａの他の構成は、アクチュエータ１１と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　第１部材２０Ａは、枠体２２に、複数の凹部２４を備える。複数の凹部２４は、主面２０１から凹む形状であり、ｘ方向に延びる形状である。
　複数の凹部２４は、枠体２２における第２給電部材６２の第１部分６２１が配置される位置に形成される。より具体的には、凹部２４は、アクチュエータ１１Ａを平面視して（ｚ方向に視て）、第２給電部材６２の第１部分６２１の側端６２５に重なる。
　このような構成により、アクチュエータ１１Ａは、アクチュエータ１１と同様に、ｚ方向（厚み方向）における２個の外部接続端子の位置を同じにしながら、圧電素子３０への駆動信号の供給を、簡素な構造で、より確実に実現できる。
　さらに、この構成によって、第２絶縁層７２の側端が第１部分６２１の側端６２５よりも内側にあり、第１部分６２１における枠体２２側の面が露出していても、凹部２４によって枠体２２からの距離が大きくなる。これにより、第１部分６２１と枠体２２との短絡を抑制できる。これは、例えば、上述のように、第１絶縁層７１と第２絶縁層７２との形成後に第１給電部材６１と第２給電部材６２とを分離する製造方法を用いた場合に、特に有効である。この製造方法の場合、第１給電部材６１と第２給電部材６２との切り出しの際に、第２絶縁層７２における切断面付近の一部が欠ける可能性がある。そして、もし欠けが発生すると、上述のように、第１部分６２１の側端６２５の第２絶縁層７２は、無くなってしまう。このような場合に、上述の凹部２４を形成しておくことで、第２給電部材６２の第１部分６２１と枠体２２との短絡を抑制できる。また、この構成によって、接着剤８２の側端は、凹部２４に入り込むので、第２給電部材６２の第１部分６２１と枠体２２との接着剤８２を介した短絡も抑制できる。
（第３の実施形態）
　本発明の第３の実施形態に係るアクチュエータおよび流体制御装置について、図を参照して説明する。図７（Ｂ）、図７（Ｃ）は、第３の実施形態に係るアクチュエータ１１Ｂの側面断面図である。
　図７（Ｂ）、図７（Ｃ）に示すように、第３の実施形態に係るアクチュエータ１１Ｂは、第１の実施形態に係るアクチュエータ１１に対して、第２給電部材６２Ｂ、および、第１絶縁層７１Ｂ、第２絶縁層７２Ｂの構成において異なる。アクチュエータ１１Ｂの他の構成は、アクチュエータ１１と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
　第２給電部材６２Ｂは、第１の実施形態係る第２給電部材６２に対して、湾曲部を有さない点で異なる。すなわち、第２給電部材６２Ｂは、平坦面のみを有する平板である。
　第１絶縁層７１Ｂおよび第２絶縁層７２Ｂの厚みは、圧電素子３０の厚みと略同じである。
　このような構成であっても、アクチュエータ１１Ｂは、アクチュエータ１１と同様に、ｚ方向（厚み方向）における２個の外部接続端子の位置を同じにしながら、圧電素子３０への駆動信号の供給を、簡素な構造で、より確実に実現できる。
１０、１０Ａ：流体制御装置
１１、１１Ａ、１１Ｂ：アクチュエータ
２０、２０Ａ：第１部材
２１：第１平板
２２：枠体
２３：連結部材
２４：凹部
３０：圧電素子
３１：圧電体
４０：第２平板
５０：側壁部材
６０：給電部材
６１：第１給電部材
６２、６２Ｂ：第２給電部材
６３：接続部材
７０：絶縁層
７１、７１Ｂ：第１絶縁層
７２、７２Ｂ：第２絶縁層
８１、８２：接着剤
２０１、２０２：主面
２３０：空隙
３０１、３０２：外主面
３２１、３２２：駆動電極
４００：貫通孔
５００：中空
６００：開口
６０１、６０２：主面
６１１：近端側部分
６１２：遠端側部分
６１９：第１外部接続端子
６２１：第１部分
６２２：第２部分
６２３：第３部分
６２５：側端
６２９：第２外部接続端子

Claims (10)

  1. 　第１主面と第２主面とを有する導電板からなり、第１平板と、前記第１平板を囲む枠体と、前記第１平板の外縁と前記枠体とに接続し、前記枠体に対して前記第１平板を連結する連結部材とを備える第１部材と、
    　第３主面と第４主面とを有し、前記第３主面が前記第１平板の前記第１主面に対向し、前記第１平板に配置される圧電素子と、
    　前記第１部材の前記第１主面側に配置され、前記第１部材の前記枠体に接続する第１給電部材と、
    　前記第１部材に対して前記第１給電部材と同じ側に配置され、前記第４主面に接続する部分と前記枠体に重なる部分とを有する第２給電部材と、
    　前記第２給電部材と前記枠体に重なる部分において前記第２給電部材と前記枠体との間に配置された絶縁層と、
    　を備え、
    　前記第１給電部材および前記第２給電部材と、前記圧電素子とが並ぶ方向を厚み方向として、
    　前記第１給電部材は、前記厚み方向に直交する方向に突出する第１外部接続端子を備え、
    　前記第２給電部材は、前記厚み方向に直交する方向に突出する第２外部接続端子を備え、
    　前記第１外部接続端子と前記第２外部接続端子とは、前記厚み方向の同じ位置に配置され、
    　前記第１給電部材における前記第１外部接続端子が突出する側と反対側の部分は、前記枠体側に屈曲して、前記枠体へ電気的に接続する、
    　アクチュエータ。
  2. 　前記第２給電部材は、延びる方向の途中に、前記厚み方向において前記圧電素子から離間している湾曲部を備える、
    　請求項１に記載のアクチュエータ。
  3. 　前記絶縁層は、前記圧電素子よりも薄い、
    　請求項１または請求項２に記載のアクチュエータ。
  4. 　前記第１給電部材と前記枠体とを接着する導電性を有する接着剤を備える、
    　請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアクチュエータ。
  5. 　前記枠体は、前記第１主面から凹む凹部を備え、
    　前記厚み方向に視て、前記凹部は、前記第２給電部材の側端に重なっている、
    　請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアクチュエータ。
  6. 　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のアクチュエータと、
    　前記第１部材の前記第２主面側に配置され、貫通孔を有する第２平板と、
    　前記第２平板と前記枠体とに接続し、前記第１部材と前記第２平板とともに、ポンプ室を形成する側壁部材と、
    　を備える、流体制御装置。
  7. 　請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のアクチュエータの製造方法であって、
    　前記第１給電部材と前記第２給電部材とを接続する接続部材を備え、
    　前記第１給電部材と前記第２給電部材と前記接続部材とは、一体形成されており、
    　前記第１給電部材を前記圧電素子に接続し、前記第２給電部材を前記枠体に接続した後に、前記第１給電部材と前記第２給電部材とを前記接続部材から切り離す、
    　アクチュエータの製造方法。
  8. 　前記第１給電部材、前記第２給電部材、および、前記接続部材が一体形成されている状態において、前記第１給電部材および前記第２給電部材に前記絶縁層を形成する、
    　請求項７に記載のアクチュエータの製造方法。
  9. 　前記絶縁層を、帯状の塗装または帯状の絶縁テープの添付によって、形成する、
    　請求項８に記載のアクチュエータの製造方法。
  10. 　前記第１給電部材と前記接続部材とを繋ぐ部分を、前記第１外部接続端子とし、
    　前記第２給電部材と前記接続部材とを繋ぐ部分を、前記第２外部接続端子とする、
    　請求項７乃至請求項９のいずれかに記載のアクチュエータの製造方法。
PCT/JP2021/000675 2020-03-18 2021-01-12 アクチュエータ、流体制御装置、および、アクチュエータの製造方法 WO2021186860A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202180022072.4A CN115315320B (zh) 2020-03-18 2021-01-12 致动器、流体控制装置和致动器的制造方法
JP2022508083A JP7351407B2 (ja) 2020-03-18 2021-01-12 アクチュエータ、流体制御装置、および、アクチュエータの製造方法
US17/930,440 US20230006126A1 (en) 2020-03-18 2022-09-08 Actuator, fluid control device, and actuator manufacturing method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020047131 2020-03-18
JP2020-047131 2020-03-18

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/930,440 Continuation US20230006126A1 (en) 2020-03-18 2022-09-08 Actuator, fluid control device, and actuator manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021186860A1 true WO2021186860A1 (ja) 2021-09-23

Family

ID=77770820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/000675 WO2021186860A1 (ja) 2020-03-18 2021-01-12 アクチュエータ、流体制御装置、および、アクチュエータの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230006126A1 (ja)
JP (1) JP7351407B2 (ja)
CN (1) CN115315320B (ja)
WO (1) WO2021186860A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112138972B (zh) * 2020-09-28 2022-09-09 京东方科技集团股份有限公司 一种声波换能单元及其制备方法、声波换能器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000184496A (ja) * 1998-12-14 2000-06-30 Taiyo Yuden Co Ltd 圧電音響装置とその製造方法
JP2008173546A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Alps Electric Co Ltd 圧電振動子及び圧電ポンプ
WO2011145544A1 (ja) * 2010-05-21 2011-11-24 株式会社村田製作所 流体ポンプ
JP2017133507A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 研能科技股▲ふん▼有限公司 小型流体制御装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4120954B2 (ja) * 2001-03-08 2008-07-16 株式会社リコー 静電型アクチュエータ及びインクジェットヘッド、画像形成装置
JP5226205B2 (ja) * 2006-12-11 2013-07-03 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 超音波探触子および超音波撮像装置
JP4957501B2 (ja) * 2007-10-16 2012-06-20 株式会社村田製作所 圧電マイクロブロア
JP2009146916A (ja) * 2007-12-11 2009-07-02 Fujikura Ltd 圧電ファン装置
JP5737848B2 (ja) * 2010-03-01 2015-06-17 セイコーエプソン株式会社 センサーデバイス、センサーデバイスの製造方法、モーションセンサー及びモーションセンサーの製造方法
KR101601750B1 (ko) * 2012-05-15 2016-03-09 쿄세라 코포레이션 압전 액추에이터, 압전 진동 장치 및 휴대 단말
WO2014174729A1 (ja) * 2013-04-24 2014-10-30 株式会社村田製作所 超音波発生装置
JP6443146B2 (ja) * 2015-03-16 2018-12-26 セイコーエプソン株式会社 電子デバイス
CN106412780B (zh) * 2016-09-05 2020-06-05 南昌欧菲生物识别技术有限公司 超声波探头及其制造方法
JP6926647B2 (ja) * 2017-05-09 2021-08-25 セイコーエプソン株式会社 実装構造体、超音波デバイス、超音波探触子、超音波装置、及び電子機器
TWI680232B (zh) * 2018-08-13 2019-12-21 科際精密股份有限公司 流體驅動裝置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000184496A (ja) * 1998-12-14 2000-06-30 Taiyo Yuden Co Ltd 圧電音響装置とその製造方法
JP2008173546A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Alps Electric Co Ltd 圧電振動子及び圧電ポンプ
WO2011145544A1 (ja) * 2010-05-21 2011-11-24 株式会社村田製作所 流体ポンプ
JP2017133507A (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 研能科技股▲ふん▼有限公司 小型流体制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021186860A1 (ja) 2021-09-23
US20230006126A1 (en) 2023-01-05
JP7351407B2 (ja) 2023-09-27
CN115315320A (zh) 2022-11-08
CN115315320B (zh) 2024-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI525649B (zh) Electronic Parts
EP1950775B1 (en) Monolithic ceramic capacitor
JP4909704B2 (ja) 静電チャック装置
JP2007329431A (ja) 圧電型エキサイタ
WO2021186860A1 (ja) アクチュエータ、流体制御装置、および、アクチュエータの製造方法
CN107251659B (zh) 柔性基板、带柔性基板的部件以及带柔性基板的部件的制造方法
JP7249201B2 (ja) 接続方法、接続構造、コンタクトおよびコネクタ
JPWO2021186860A5 (ja)
JPH08250244A (ja) 電気コネクタ組立体及びそれに使用する弾性コネクタ組立体
JP2001143672A (ja) 電池と保護回路基板の一体化構造物、およびそれに用いる保護回路基板
JP4302857B2 (ja) 圧電発音器
US10277967B2 (en) Piezoelectric sounding body
CN115719725A (zh) 基板固定装置
JP2001185923A (ja) フィルムアンテナ
JP2927235B2 (ja) 圧電トランスの電極接続構造
JP7447747B2 (ja) 圧電デバイス
JPH09259955A (ja) 電気コネクタの実装構造及びその実装に用いる治具
WO2019131866A1 (ja) 配線基板、電子装置及び電子モジュール
EP4343974A1 (en) Connector
JP7294006B2 (ja) 振動デバイス
WO2021157119A1 (ja) 圧電発音部品
JP3702113B2 (ja) 電気コネクタ
JP6975599B2 (ja) 電子部品
US10311853B2 (en) Piezoelectric sounding body
JP2023038612A (ja) コイル部品

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21771681

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022508083

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21771681

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1