压电元件连接结构、车辆及压电元件连接方法与流程

1.本发明涉及压电元件连接结构、车辆及压电元件连接方法。


背景技术：

2.专利文献1公开了一种使压电元件与基板电连接的压电元件连接结构。专利文献1的压电元件连接结构具备：基板；具有与基板对置的底面的有底的壳体；设置于该底面的压电元件；与基板连接的金属端子；以及从压电元件向金属端子延伸的接合线。在组装专利文献1的压电元件连接结构时，首先，在接合线的一端连接压电元件，在接合线的另一端连接金属端子。接着，一边使接合线弯折，一边使压电元件的面的方向变化90
°
左右，利用粘接剂等将面的方向变化后的压电元件粘接于壳体的底面，最后将金属端子固定于基板。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：国际公开第2017/137273号。


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.但是，在专利文献1的现有技术中，由于利用容易塑性变形的接合线，因此，在将与压电元件粘接的接合线插入基板的通孔时，接合线不能自立而弯曲。因此，为了将接合线与基板连接，需要固定于基板的金属端子，产生了在接合线连接金属端子的工序、在基板连接金属端子的工序等。这样，在现有技术中，在将压电元件连接于基板方面，存在改进的余地。
8.本发明的非限定性的实施例的目的在于，提供能够容易地将压电元件与基板连接的压电元件连接结构、车辆及压电元件连接方法。
9.解决问题的方案
10.本发明的一个实施例的压电元件连接结构具备：主体部，其具有基板的设置区域；壳体，其具有底面，且以与所述基板的设置区域对置的方式固定连接于所述主体部；压电元件，其设置于所述底面；以及绕组形状的线圈导线，其从所述压电元件向所述基板的设置区域延伸，将所述压电元件与所述基板电连接。
11.本发明的一个实施例的压电元件连接结构具备：主体部，其具有基板的设置区域；壳体，其具有底面，且以与所述基板的设置区域对置的方式固定连接于所述主体部；壳体，其具有与基板的设置区域对置的底面；压电元件，其设置于所述底面；导线，其从所述压电元件向所述基板的设置区域延伸，并将所述压电元件与所述基板电连接；以及导线引导件，该导线引导件上形成有对所述线圈的端部进行引导的研钵形状的开口部。
12.本发明的一个实施例的车辆具备上述的压电元件连接结构。
13.本发明的一个实施例的压电元件连接方法包括以下步骤：对于从压电元件向基板的设置区域延伸的绕组形状的线圈导线中的所述基板的设置区域侧的端部，使该端部与形成有研钵形状的开口部的导线引导件的所述开口部的倾斜面接触而将该端部引导至所述
研钵形状的开口部的顶部，使该端部穿至所述基板的设置区域的步骤，所述压电元件固定于壳体的底面，所述壳体固定连接于具有所述基板的设置区域的主体部；以及将所述线圈导线的端部与所述基板的布线图案连接的步骤。
14.发明效果
15.根据本发明的一个实施例，可以构建能够容易地将压电元件与基板连接的压电元件连接结构、车辆及压电元件连接方法。
16.本发明的一个实施例的更多优点和效果将通过说明书和附图予以阐明。这些优点和/或效果分别由若干个实施方式、以及说明书及附图所记载的特征提供。
附图说明
17.图1是表示本发明的实施方式的压电元件连接结构100的结构例的图。
18.图2是图1所示的压电元件连接结构100的局部放大图。
19.图3是用于说明本发明的实施方式的压电元件连接结构100的比较例的组装顺序的图。
具体实施方式
20.下面，参照附图对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。此外，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同的功能的构成要素，赋予相同的附图标记从而省略重复的说明。在以下的图中，分别示出的构成部件的形状、厚度、长度等为了便于附图的制作而被适当地变更，因而与实际的构成部件的形状、厚度、长度等不同。并且，各构成部件的材质不限定于本实施方式中记载的材质。
21.[实施方式]
[0022]
图1是表示本发明的实施方式的压电元件连接结构100的结构例的图。图2是图1所示的压电元件连接结构100的局部放大图。
[0023]
压电元件连接结构100具备：树脂制的外壳9；借助于套管10固定于外壳9的壳体1；配置于壳体1的内部的压电元件2；以及基板5，以与压电元件2相向的方式固定于外壳9的内部，并具有第一面5a和第二面5b。
[0024]
另外，压电元件连接结构100具备：固定于基板5的两个导线引导件7、8；从压电元件2向导线引导件7延伸的线圈导线3；以及从压电元件2向导线引导件8延伸的线圈导线4。
[0025]
线圈导线3具备：螺旋状的线圈部3a；与线圈部3a的一端连接的端子部3b；以及与线圈部3a的另一端连接的端子部3c。
[0026]
端子部3b插入导线引导件7内，并且与基板5上的布线图案电连接。
[0027]
导线引导件7插入到形成于基板5的通孔5c内从而设置于基板5的第二面5b侧，该基板5的第二面5b与压电元件2相向。导线引导件7是具有随着朝向从基板5向压电元件2的方向而内径扩大的研钵状的开口部的圆锥状的部件。导线引导件7的材料例如是绝缘性的树脂。此外，导线引导件7的材料不限定于这些，例如也可以是树脂以外的非导体。
[0028]
端子部3c通过熔接等与压电元件2的正极侧电极连接。
[0029]
例如利用磷青铜丝、不锈钢丝、钢琴丝、硬钢丝作为线圈导线3的材料。
[0030]
线圈导线4具备：螺旋状的线圈部4a；与线圈部4a的一端连接的端子部4b；以及与
线圈部4a的另一端连接的端子部4c。
[0031]
端子部4b插入到导线引导件8内，并且与基板5上的布线图案电连接。
[0032]
导线引导件8与导线引导件7同样地，插入到形成于基板5的通孔5c内从而设置于基板5的第二面5b侧，该基板5的第二面5b与压电元件2相向。导线引导件8是具有随着朝向从基板5向压电元件2的方向而内径扩大的研钵状的内周面的圆锥状的部件。利用与导线引导件7的材料同样的材料作为导线引导件8的材料。此外，导线引导件7、8的形状不限定于圆锥形状，只要是产生对线圈导线3、4进行引导的功能的形状即可。
[0033]
端子部4c通过熔接等与连接部件1b连接。连接部件1b是形成于壳体1的内侧的导电性的部件，将端子部4c与压电元件2的负极侧电极电连接。
[0034]
利用与线圈导线3的材料同样的材料作为线圈导线4的材料。
[0035]
接着，对压电元件连接结构100的组装方法进行说明。基板5被固定于外壳9的内侧的壁面。
[0036]
接着，将导线引导件7及导线引导件8配置于基板5的第二面5b侧，并朝向基板5的通孔5c压入导线引导件7及导线引导件8。由此，将导线引导件7及导线引导件8固定于基板5。此外，导线引导件7、8例如也可以经由肋部而连接于外壳9。
[0037]
接着，在壳体1的底面1a固定压电元件2。例如利用粘接剂进行压电元件2的固定。
[0038]
接着，通过熔接等将线圈导线3的端子部3c与压电元件2连接。另外，通过熔接等将线圈导线4的端子部4c与连接部件1b连接。这时，线圈导线3的端子部3b被设置成向与压电元件2垂直的方向延伸。另外，线圈导线4的端子部4b被设置成向与压电元件2垂直的方向延伸。
[0039]
接着，一边使线圈导线3的端子部3b与导线引导件7的开口部相向，且线圈导线4的端子部4b与导线引导件8的开口部相向，一边将壳体1嵌入外壳9。
[0040]
这时，线圈导线3的端子部3b与导线引导件7的开口部的倾斜面接触而被引导至导线引导件7的研钵状的开口部的顶部，并且，通过在导线引导件7的中心所形成的通孔，到达基板的第一面5a侧。同样地，线圈导线4的端子部4b与导线引导件8的开口部的倾斜面接触而被引导至导线引导件8的研钵状的开口部的顶部，并且，通过在导线引导件8的中心所形成的通孔，到达基板的第一面5a侧。
[0041]
通过锡焊将到达基板的第一面5a侧的端子部3b及端子部4b与基板5上的布线图案电连接。
[0042]
图3是用于说明本发明的实施方式的压电元件连接结构100的比较例的组装顺序的图。
[0043]
在制造比较例的压电元件连接结构100a时，首先，将导线20的一端连接在压电元件2上。导线20是接合线等。导线20的另一端与金属端子21的导体22连接。
[0044]
接着，使导线20弯折而使压电元件2的面的方向变化90
°
，并利用粘接剂等将压电元件2粘接于壳体1的底面1a。并且，将金属端子21固定于外壳9内的基板。
[0045]
在压电元件连接结构100a中，由于利用容易塑性变形的接合线，因此，与压电元件2连接的导线20在垂直方向上不能自立而弯曲。因此，通过在预先将金属端子21与导线20连接的基础上，将金属端子21与外壳9内的基板连接这样的工序，从而将压电元件2连接于基板。
[0046]
这样，由于需要将金属端子21连接于导线20的工序，因此，压电元件连接结构100a的构造变得复杂。另外，需要将金属端子21固定于外壳9内的基板。
[0047]
相对于此，在本实施方式的压电元件连接结构100中，由于利用形成为螺旋状的线圈导线3，在将线圈导线3向基板5连接时，即使对线圈导线3施加了向与线圈导线3的轴向正交的方向的应力，线圈导线3整体也会因线圈导线3的恢复力而不易塑性变形。另外，在线圈导线3中使用弹簧材料，因而作为材料特性而不易塑性变形。
[0048]
因此，能够在抑制垂直于压电元件2而设置的线圈导线3弯曲的同时，容易地将线圈导线3向导线引导件7插入，从而使线圈导线3与基板5连接。线圈导线4也是同样的。
[0049]
由此，不需要准备相当于上述的金属端子21零件并将其与线圈导线3连接的工序，可简化压电元件连接结构100的结构。
[0050]
另外，由于不需要金属端子21，因此，不需要将线圈导线3与相当于金属端子21的零件熔接的工序，能够缩短压电元件连接结构100的组装时间，并且，熔接部位变少，由此，压电元件连接结构100的可靠性提高。
[0051]
另外，通过使用导线引导件7，从而，与不使用导线引导件7而将线圈导线3插入到基板5的通孔5c的情况相比，线圈导线3向基板5的连接作业变得容易。
[0052]
另外，通过利用导线引导件7，从而，即使是在线圈导线3相对于垂直方向稍微倾斜的情况下，也能够容易地将线圈导线3与基板5连接。
[0053]
此外，在本实施方式中，对具备线圈导线3和线圈导线4、以及导线引导件7和导线引导件8的压电元件连接结构100进行了说明，但是，压电元件连接结构100的结构例不限定于此。
[0054]
例如，压电元件连接结构100也可以构成为，不使用导线引导件7及导线引导件8，而将线圈导线3及线圈导线4与直接基板5连接。
[0055]
在这样构成的情况下，当向线圈导线3及线圈导线4施加了朝向与它们的轴向正交的方向的应力时，由于线圈导线3及线圈导线4的恢复力，线圈导线3及线圈导线4不易塑性变形，因此，向基板5的连接变得容易。在该情况下，线圈导线3及线圈导线4插入到形成于基板5的通孔5c中。
[0056]
另外，压电元件连接结构100也可以构成为，代替线圈导线3及线圈导线4，将直线状或曲柄状的导线插入到导线引导件7及导线引导件8中。
[0057]
在这样构成的情况下，即使直线状的导线相对于垂直方向稍微倾斜，也能够将导线引导到基板5，因此，向基板5的连接变得容易。另外，通过使用线圈导线3及线圈导线4，压电元件2中产生的振动被线圈导线3及线圈导线4吸收，因此，能够防止压电元件2中产生的振动向基板5传递。
[0058]
例如，如下的形态也属于本发明的技术范围。
[0059]
(1)压电元件连接结构具备：主体部，其具有基板的设置区域；壳体，其具有底面，且以与所述基板的设置区域对置的方式固定连接于所述主体部；压电元件，其设置于所述底面；以及绕组形状的线圈导线，其从所述压电元件向所述基板的设置区域延伸，将所述压电元件与所述基板电连接。
[0060]
(2)压电元件连接结构还具有导线引导件，该导线引导件上形成有对所述线圈导线的端部进行引导的研钵形状的开口部。
[0061]
(3)压电元件连接结构具备：主体部，其具有基板的设置区域；壳体，其具有底面，且以与所述基板的设置区域对置的方式固定连接于所述主体部；壳体，其具有与基板的设置区域对置的底面；压电元件，其设置于所述底面；导线，其从所述压电元件向所述基板的设置区域延伸，并将所述压电元件与所述基板电连接；以及导线引导件，该导线引导件上形成有对所述线圈的端部进行引导的研钵形状的开口部。
[0062]
(4)所述导线是绕组形状的线圈导线。
[0063]
(5)车辆具备上述的压电元件连接结构。
[0064]
(6)压电元件连接方法包括以下步骤：对于从压电元件向基板的设置区域延伸的绕组形状的线圈导线中的所述基板的设置区域侧的端部，使该端部与形成有研钵形状的开口部的导线引导件的所述开口部的倾斜面接触而将该端部引导至所述研钵形状的开口部的顶部，使该端部穿至所述基板的设置区域的步骤，所述压电元件固定于壳体的底面，所述壳体固定连接于具有所述基板的设置区域的主体部；以及将所述线圈导线的端部与所述基板的布线图案连接的步骤。
[0065]
在2020年5月25日提出的日本专利申请特愿2020-090640所包含的说明书、附图及摘要的公开内容全部引用于本技术。
[0066]
工业实用性
[0067]
本发明的一个实施例适合用于压电元件连接结构及车辆。
[0068]
附图标记说明
[0069]
1：壳体
[0070]
1a：底面
[0071]
1b：连接部件
[0072]
2：压电元件
[0073]
3：线圈导线
[0074]
3a：线圈部
[0075]
3b：端子部
[0076]
3c：端子部
[0077]
4：线圈导线
[0078]
4a：线圈部
[0079]
4b：端子部
[0080]
4c：端子部
[0081]
5：基板
[0082]
5a：面(第一面)
[0083]
5b：面(第二面)
[0084]
5c：通孔
[0085]
7：导线引导件
[0086]
8：导线引导件
[0087]
9：外壳
[0088]
10：套管
[0089]
20：导线
[0090]
21：金属端子
[0091]
22：导体
[0092]
100：压电元件连接结构
[0093]
100a：压电元件连接结构