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技術 振動型駆動装置の振動体及び振動型駆動装置

出願人 キヤノン株式会社
発明者 丸山裕
出願日 2010年12月20日 (9年3ヶ月経過) 出願番号 2010-282681
公開日 2012年7月12日 (7年8ヶ月経過) 公開番号 2012-135072
状態 特許登録済
技術分野 超音波モータ、圧電モータ、静電モータ
主要キーワード 裏面圧 分極極性 時間的位相 リニアスライダ 平面中心 駆動動力源 駆動相 導電材料ペースト
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重要な関連分野

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図面 (13)

課題

平板状の構成により低コスト化、小型化を図ることができ、小型化しても振動減衰を抑制して振動効率を向上させ、安定して大きな出力の発生が可能となる振動型駆動装置振動体を提供する。

解決手段

圧電層と、電極層と、を有する圧電素子接合された平板状の弾性体を備え、 前記圧電素子への駆動電圧印加により前記弾性体に発生させた振動よって、該弾性体と接触する被駆動体を駆動する振動型駆動装置の振動体であって、 前記平板状の弾性体の表面と裏面とのそれぞれに、前記圧電素子が一つまたは複数設けられ、該圧電素子への前記駆動電圧の印加によって少なくとも2つの異なる形態の振動を発生させる。

概要

背景

従来、振動型駆動装置振動波アクチュエータ)では、一般に、振動体振動源として圧電素子が用いられている。
図8は、特許文献1に係る振動型駆動装置70の外観斜視図である。
このリニア型振動波アクチュエータ70は、振動体71、及び加圧接触されたリニアスライダ76を有している。
振動体71は、圧電素子75と駆動板72を有し、圧電素子75は圧電層電極層が交互に複数積層化された積層圧電素子である。駆動板72は金属からなり、接着剤により圧電素子75と接着されている。
駆動板72は、矩形状に形成された板部と、この板部の上面に対して凸状に形成された2つの突起部73を有している。
突起部73の先端面は被駆動体であるリニアスライダ76と直接接触する部材であるため、耐磨耗性を有している。

このリニア型振動波アクチュエータ70の振動体71は、2つの曲げ振動形態(モード)を励起する。
図9はこの2つの曲げ振動形態を表している。
その一つ図9(a)に示すように、振動体71の長辺方向(X方向)における2次の屈曲振動であり、短辺方向(Y方向)と平行な3本の節がある。ここで、突起部73は節となる位置の近くに配置されている。
他のもう一つは図9(b)に示すように、振動体71の短辺方向(Y方向)における1次の屈曲振動であり、長辺方向(X方向)と平行な2本の節がある。
この2つの曲げ振動形態を励起して、2つの突起部73に楕円運動を起させる。図8のように、この楕円運動は、振動体71に対して加圧状態で接触しているリニアスライダ76に対して、振動体71との間に相対的な移動運動力を発生させる。
この相対的な移動運動力により、リニアスライダ76をリニア(直線)駆動させることができる。

また、図10に示す構成は、特許文献2に係る振動波アクチュエータにおける振動体80である。
この振動体80は、上述のリニア型振動波アクチュエータに適用することを想定したものである。
この振動体80は振動源である圧電素子81と、その振動源である圧電素子81と一体となり振動する平板状の弾性体であるセラミックス基板82からできている。
このセラミックス基板82と圧電素子81は、焼成により接合(固定)され一体化されている。また、同時に圧電素子の焼結も行われている。
圧電素子81は弾性体であるセラミックス基板82の片面に、圧電層83、電極層84、圧電層85、電極層86、圧電層87が順次積層されている。
電極層84、86は、2つに分割され配置され、電極層84と86に挟まれた2つの分割された圧電層83は焼成後に分極されている。この結果、2つの分割された圧電層83に交流電圧印加することで前述の2つの曲げ振動形態を励起することができる。

概要

平板状の構成により低コスト化、小型化をることができ、小型化しても振動の減衰を抑制して振動効率を向上させ、安定して大きな出力の発生が可能となる振動型駆動装置の振動体を提供する。圧電層と、電極層と、を有する圧電素子と接合された平板状の弾性体を備え、 前記圧電素子への駆動電圧の印加により前記弾性体に発生させた振動よって、該弾性体と接触する被駆動体を駆動する振動型駆動装置の振動体であって、 前記平板状の弾性体の表面と裏面とのそれぞれに、前記圧電素子が一つまたは複数設けられ、該圧電素子への前記駆動電圧の印加によって少なくとも2つの異なる形態の振動を発生させる。

目的

本発明は、上記課題に鑑み、平板状の構成により低コスト化、小型化を図ることができ、小型化しても振動の減衰を抑制して振動効率を向上させ、安定して大きな出力の発生が可能となる振動型駆動装置の振動体及び振動型駆動装置の提供を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

圧電層と、電極層と、を有する圧電素子接合された平板状の弾性体を備え、前記圧電素子への駆動電圧印加により前記弾性体に発生させた振動よって、該弾性体と接触する被駆動体を駆動する振動型駆動装置振動体であって、前記平板状の弾性体の表面と裏面とのそれぞれに、前記圧電素子が一つまたは複数設けられ、該圧電素子への前記駆動電圧の印加によって少なくとも2つの異なる形態の振動を発生させることを特徴とする振動型駆動装置の振動体。

請求項2

前記平板状の弾性体の表面と裏面とのそれぞれに、前記複数設けられた圧電素子として、前記平板状の弾性体の表面に設けられた第1の圧電素子と、該第1の圧電素子に並設された第2の圧電素子と、前記第1の圧電素子および第2の圧電素子のそれぞれに対向させ、前記平板状の弾性体の裏面に設けられた圧電素子と、を少なくとも備え、前記対向して設けられた圧電素子同士における電極層の導通が図られていることを特徴とする請求項1に記載の振動型駆動装置の振動体。

請求項3

前記平板状の弾性体の表面と裏面のそれぞれに設けられ圧電素子同士における電極層の導通が、前記平板状の弾性体の表面、裏面および側面に形成した導電材、または前記平板状の弾性体の内部を貫通する孔に充填した導電材、によって図られていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の振動型駆動装置の振動体。

請求項4

前記圧電素子は、前記平板状の弾性体の表面と裏面に厚膜印刷法により形成され、弾性体と同時に焼成して一体化して構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の振動型駆動装置の振動体。

請求項5

前記弾性体は、セラミックスによって構成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の振動型駆動装置の振動体。

請求項6

請求項1から5のいずれか1項に記載の振動型駆動装置の振動体を駆動動力源として構成されていることを特徴とする振動型駆動装置。

技術分野

0001

本発明は、振動波アクチュエータ等と称される振動型駆動装置振動体及び振動型駆動装置に関し、特に、平板状の弾性体表裏のそれぞれの面に圧電素子を設けた振動型駆動装置の振動体に関するものである。

背景技術

0002

従来、振動型駆動装置(振動波アクチュエータ)では、一般に、振動体の振動源として圧電素子が用いられている。
図8は、特許文献1に係る振動型駆動装置70の外観斜視図である。
このリニア型振動波アクチュエータ70は、振動体71、及び加圧接触されたリニアスライダ76を有している。
振動体71は、圧電素子75と駆動板72を有し、圧電素子75は圧電層電極層が交互に複数積層化された積層圧電素子である。駆動板72は金属からなり、接着剤により圧電素子75と接着されている。
駆動板72は、矩形状に形成された板部と、この板部の上面に対して凸状に形成された2つの突起部73を有している。
突起部73の先端面は被駆動体であるリニアスライダ76と直接接触する部材であるため、耐磨耗性を有している。

0003

このリニア型振動波アクチュエータ70の振動体71は、2つの曲げ振動形態(モード)を励起する。
図9はこの2つの曲げ振動形態を表している。
その一つ図9(a)に示すように、振動体71の長辺方向(X方向)における2次の屈曲振動であり、短辺方向(Y方向)と平行な3本の節がある。ここで、突起部73は節となる位置の近くに配置されている。
他のもう一つは図9(b)に示すように、振動体71の短辺方向(Y方向)における1次の屈曲振動であり、長辺方向(X方向)と平行な2本の節がある。
この2つの曲げ振動形態を励起して、2つの突起部73に楕円運動を起させる。図8のように、この楕円運動は、振動体71に対して加圧状態で接触しているリニアスライダ76に対して、振動体71との間に相対的な移動運動力を発生させる。
この相対的な移動運動力により、リニアスライダ76をリニア(直線)駆動させることができる。

0004

また、図10に示す構成は、特許文献2に係る振動波アクチュエータにおける振動体80である。
この振動体80は、上述のリニア型振動波アクチュエータに適用することを想定したものである。
この振動体80は振動源である圧電素子81と、その振動源である圧電素子81と一体となり振動する平板状の弾性体であるセラミックス基板82からできている。
このセラミックス基板82と圧電素子81は、焼成により接合(固定)され一体化されている。また、同時に圧電素子の焼結も行われている。
圧電素子81は弾性体であるセラミックス基板82の片面に、圧電層83、電極層84、圧電層85、電極層86、圧電層87が順次積層されている。
電極層84、86は、2つに分割され配置され、電極層84と86に挟まれた2つの分割された圧電層83は焼成後に分極されている。この結果、2つの分割された圧電層83に交流電圧印加することで前述の2つの曲げ振動形態を励起することができる。

先行技術

0005

特開2004−304887号公報
特開2009−124791号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上記した図8に示す特許文献1のような振動型駆動装置では、積層圧電素子と金属からなる駆動板(弾性体)は樹脂からなる接着剤で接着している。
しかし、接着剤は比較的柔らかいため、特に駆動により温度が上がると接着剤はより柔らかくなる。そのため、振動体の振動減衰の影響が大きく振動型駆動装置の効率を低下させる主因となっていた。
さらに、小型化した場合、接着剤の接着層の厚さのばらつきや接着による位置精度が小型の振動型駆動装置の性能に与える影響が大きくなり、その性能のばらつきも大きくなっていた。

0007

また、従来の圧電素子は、圧電材料粉末から成形や焼成、その後の機械加工電極付けなどの多工程を経て圧電素子だけ単独で製造するため、製造コストを高くする一因となっていた。
そこで、圧電素子の製造と同時に接着剤を用いることなく弾性体に圧電素子を直接接合する引用文献2に係る振動体が考えられた。
しかし、圧電素子を弾性体であるセラミックス基板の片面にだけ設けた場合、焼成時の圧電素子の収縮により弾性体に反り変形が起こる。
また、振動体の小型化に繋がる高出力化には片面だけに設けた圧電素子では出力が小さいので、圧電素子の多層化が望ましいが、片面での多層化ではさらに大きな反り変形を起こすという課題を有している。

0008

本発明は、上記課題に鑑み、平板状の構成により低コスト化、小型化を図ることができ、小型化しても振動の減衰を抑制して振動効率を向上させ、安定して大きな出力の発生が可能となる振動型駆動装置の振動体及び振動型駆動装置の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明の振動型駆動装置の振動体は、圧電層と、電極層と、を有する圧電素子と接合された平板状の弾性体を備え、
前記圧電素子への駆動電圧の印加により前記弾性体に発生させた振動よって、該弾性体と接触する被駆動体を駆動する振動型駆動装置の振動体であって、
前記平板状の弾性体の表面と裏面とのそれぞれに、前記圧電素子が一つまたは複数設けられ、該圧電素子への前記駆動電圧の印加によって少なくとも2つの異なる形態の振動を発生させることを特徴とする。
また、本発明の振動型駆動装置は、上記した振動型駆動装置の振動体を駆動動力源として構成されていることを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、平板状の構成により低コスト化、小型化を図ることができ、小型化しても振動の減衰を抑制して振動効率を向上させ、安定して大きな出力の発生が可能となる振動型駆動装置の振動体及び振動型駆動装置を実現することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施例1に係る振動型駆動装置の振動体の構成例を示す図である。(a)、(b)、(c)(d)はそれぞれ表面、側面、裏面、もう一方の側面を示す図である。
本発明の実施例2に係る振動体の構成を示す図である。(a)、(b)、(c)、(d)はそれぞれ表面、側面、裏面、もう一方の側面を示す図である。
本発明の実施例1、2に係る振動体を組込んだリニア型振動波アクチュエータの駆動機構を示す図である。
本発明の実施例3に係る振動体の構成を示す図である。(a)、(b)、(c)は、それぞれ表面、側面、裏面を示す図である。
本発明の実施例4に係る振動体の構成を示す図である。(a)、(b)、(c)は、それぞれ振動体の表面、側面、裏面を示す図である。
本発明の実施例5に係る振動体の構成を示す図である。(a)、(b)、(c)は、それぞれ振動体の表面、側面、裏面を示す図である。
本発明の実施例6に係る振動体の構成を示す図である。(a)、(b)、(c)は、それぞれ振動体の表面、側面、裏面を示す図である。
従来例の特許文献1のリニア型振動波アクチュエータの構成を示す図である。
従来例の特許文献1のリニア型振動波アクチュエータの振動形態を示す図である。
従来例の特許文献2のリニア型振動波アクチュエータにおける振動体を示す図である。
従来のリング状の超音波モータ圧電体および弾性体、回転体を示す図である。
従来の圧電アクチュエータを示す図である。

0012

本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。

0013

[実施例1]
実施例1として、本発明を適用した振動型駆動装置の振動体の構成例について説明する。
本実施例の振動型駆動装置の振動体は、以下で説明するように圧電層と電極層を有する圧電素子と接合され、接触部(突起部)が形成された平板状の弾性体を備える。
そして、従来例で説明したように、前記圧電素子への駆動電圧の印加により発生した振動よって前記弾性体の接触部に楕円運動を生成し、該弾性体の接触部と接触する被駆動体を楕円運動により駆動する。
図1(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ本実施例の振動体の表面、側面、裏面、そしてもう一方の側面を示す図である。
図1に示す振動体1aは、リニア型振動波アクチュエータに適用することを想定したものである。
この振動体1aは、平板状の弾性体2aと、表面に圧電素子3(詳しくは圧電素子3aと圧電素子3b)が2つ形成され、裏面には圧電素子3(詳しくは圧電素子3c)が1つ形成されている。
この弾性体2aと圧電素子3a、3b、3cは、後述するように同時焼成により接合(固定)され、一体化されたものである。
すなわち、振動エネルギー発生源として機能する圧電素子3a、3b、3cと振動する弾性体2aとは、接着剤による接着層を介することなく固定されて一体化されている。
表面の圧電素子3aと圧電素子3bと裏面の圧電素子3cは、それぞれの圧電層4a、圧電層4b、圧電層4cを挟み、電極層5aと電極層6a、電極層5bと電極層6b、電極層5cと電極層6cが形成されている。
このように本実施例の振動体は、従来例の弾性体とは異なり、弾性体2aの片面だけでなく弾性体2aの表面と裏面のそれぞれの面に圧電素子3が形成されている。これにより、弾性体2aの反りを防ぐばかりでなく、圧電素子3の面積を増やし振動体の出力も増やすことが可能となる。

0014

次に、振動体1aの製造方法を説明する。
まず、板状の焼成済みセラミックス研削加工切断加工により所定の寸法に仕上げる。
この後、銀とパラジウムを主成分とする導電材料粉末等と有機溶剤有機バインダからなる有機ビヒクルを混合して作った厚膜形成可能な導電材料ペースト厚膜印刷法を用いて、スクリーン印刷機で弾性体2aの表(おもて)面に塗布する。
そして、この塗布された導電材料ペーストを約150℃で10分間ほど加熱することにより、有機溶剤を除去して乾燥させて、電極層5aと電極層5bを同時に形成する。
次に、圧電材料粉末と、有機溶剤と有機バインダからなる有機ビヒクルを混合して作った厚膜形成可能な圧電材料ペーストを電極層5aと電極層5bの上面に、電極層5aと電極層5bの一部を包み込むように覆いながら、スクリーン印刷機で印刷塗布する。
同じく、約150℃で10分間ほど加熱することにより、圧電層4aと圧電層4bを乾燥し形成する。
電極層6aと電極層6bは、電極層5aと電極層5bと同様に、スクリーン印刷機で圧電層4aと圧電層4bの上面に塗布、そして、加熱することにより、有機溶剤を除去して乾燥させて形成する。
次に、裏面は表(おもて)面と同様に、塗布と乾燥を繰り返して電極層5c、圧電層4c、電極層6cを順次形成する。
圧電層4を形成するための圧電材料としては、ペロブスカイト型結晶構造を有するジルコン酸鉛チタン酸鉛(PbZrO3−PbTiO3)を主成分とし、複数の金属元素からなる化合物を少量添加して固溶させた三成分系多成分系の圧電材料粉末を使用した。

0015

ここで、電極層5、6を形成するための導電材料ペーストとしては、導電材料の他に予め圧電材料粉末を10重量%添加したものを使用した。
但し、添加する圧電材料粉末は、圧電層4と同一成分か、または主成分が同じジルコン酸鉛とチタン酸鉛(PbZrO3−PbTiO3)であっても良い。
電極層5、6に予め圧電粉末を混ぜることで、導電材料粉末の焼成による収縮を抑制して剥離力を小さくした。
さらに、圧電層4と電極層5、6とにそれぞれ混合されたほぼ同一成分の圧電粉末の接触部が反応して、圧電層4と電極層5、6が固く結合するようにした。
このようにして形成した弾性体2a上の複数の圧電層4と電極層5、6からなる圧電素子3は、未焼成状態である。そこで、電気炉を用いて200℃〜500℃で加熱して有機バインダを除去した後、鉛雰囲気中で1100℃〜1200℃で焼成した。
この結果、圧電層4、電極層5、6及び弾性体2aを同時に焼成して一体化し、圧電素子3の製造と圧電素子3と弾性体2との接合(固定)を同時に行なった。ここで必要に応じて、特許文献2にあるように、電極層5を形成する導電材料としての銀とパラジウムは弾性体2との接合力が弱いので、弾性体2と電極層5の間に接合のために、圧電材料からなる圧電層(図10の圧電層83)を形成しておいても良い。

0016

一方、振動体としての弾性体2aの材質としては、焼成しても異常な化学反応が起ったり、脆い化合物が生成されたりしない材質であることが好ましい。
この点から、弾性体2の材質は、圧電層4と主成分がほぼ同一のセラミックスであることが最も好ましい。
これは、弾性体2aの材質が圧電層3と主成分がほぼ同一の圧電セラミックスであれば、弾性体2と圧電層3との結合に必要な結合力が容易に得られるからである。
すなわち、焼結したセラミックスを形成する個々の結晶粒子と、圧電層を形成する個々の未焼成の細かい結晶粒子がほぼ同一成分であれば、焼成により未焼成の圧電層は結晶粒子が成長しつつ焼成したセラミックスを構成する結晶粒子と容易に結合できるからである。

0017

但し、圧電セラミックスは、弾性体としての振動減衰は少なく実用性はあるものの、やや脆い材料であり機械的な強度もやや弱い。
そこで通常、セラミックスの中で最も使用され安価に入手し易く、振動の減衰も少ない特性を持つアルミナを弾性体2aとして使用しても、弾性体2aと圧電層とが良好に結合された。
これは、アルミナにおいて、圧電層とごく近接した領域のみで、圧電層を構成する元素がアルミナに拡散し安定な化学的な結合が起こりやすいためである。
なお、各電極層5や6は導電線により導通を図っても良い。
しかし、本実施例においては弾性体2aの表裏面や側面、また圧電層の表面は電気的に絶縁性を有している。
そこで、図1のように、電極層5aと電極層5bには導電材外部電極)7にて、また、電極層6aと電極層6cは導電材(外部電極)8にて導通を図った。
さらに、電極層5a、5bと電極層5cには導電材(外部電極)9により導通を図った。
また、導電材(外部電極)9の代わりに、弾性体2aの内部を貫通する孔に導電材を充填したスルーホール10により導通を図っても良い。図1において、弾性体2aの一部分の断面図にスルーホール10を示している。

0018

これらの導電材(外部電極)は焼成前に形成しておくか、焼成後で後述の分極処理後に形成しても良い。各圧電素子3の必要とする分極極性などを考慮し、極力、手間のかからないような手順を工夫すべきである。
本実施例では分極処理を考慮して、導電材7と導電材9(またはスルーホール10)は焼成前にあらかじめ導電材料ペーストを塗布し、焼成時に焼結させて導通が可能となるようにした。
また、導電材8は最終的に分極処理後に数十℃から百二三十℃前後で加熱硬化する接着剤入り導電ペーストで導通を図った。
前述のように、圧電層4、電極層5、電極層6、及びセラミックス基板(弾性体2)を同時に焼成して一体化した後、電極層5、6の間に例えばコンタクトピンを用いて電圧を印加し、圧電層4に分極処理を施した。
分極処理の条件は、温度120〜150℃の絶縁オイル中で、所定の電圧約35V(3KV/mm相当)を印加して、約30分かけて分極処理を行った。
本実施例では、図1に分極方向は(+)、(−)と矢印で示すように、圧電層4aと圧電層4bとは分極方向が互いに異なるようにしている。
本実施例では、弾性体2aは、長さ12mm、幅5mm、厚さ0.3mmであり、圧電層4の厚さは約12μm、電極層5、6の厚さは約5μmである。

0019

図1では各圧電素子3の電極層5は導電材により導通させ(グランドは共通化して)、分極処理を簡単に行えるように工夫している。
しかし、振動体1aを駆動させる端子によっては各圧電素子3の電極層5は電気的に独立した状態で外部電源との導通を図り、振動体1aを駆動させても良い。図1において、表(おもて)面の電極層6aと電極層6cに導電線16を用いて導通した端子Va1に適切な共振周波数近傍の交流電圧を、電極層5aと電極層5bに導電線16を用いて導通したグランドである端子Vgに対し印加する。
ここで、圧電素子3aの圧電層4aと圧電素子3bの圧電層4bとは互いに分極極性が異なるので、振動体1aには図9(a)の従来例の振動体71と同じように長辺方向の2次の屈曲振動が発生する。
また、裏面の圧電素子3cの電極層6cに導電線16を用いて導通した端子Vb1に、電極層5cに導電線16を用いて導通したグランドである端子Vgに対して、つぎのように交流電圧を印加することにより振動を発生させることができる。
すなわち、適切な共振周波数近傍の交流電圧を印加すると、振動体1aには図9(b)の従来例の振動体71と同じように、短辺方向の1次の屈曲振動を発生させることができる。
ここで、長辺方向の2次の屈曲振動の共振周波数と短辺方向の1次の屈曲振動の共振周波数は予め略一致させ、端子Va1とVb1の交流電圧を位相の90°異なる同一の周波数とする。これにより、振動体1aに設けられて2つの突起部15には楕円運動が発生する。この結果、図3のように、振動体1aは被駆動体であるリニアスライダ14を駆動することができる。

0020

図3は、実施例1に係る振動板1aを組込んだリニア型振動波アクチュエータの構成を示す図である。リニア駆動原理は従来例と同じである。リニアスライダ14は加圧された状態で突起部15に接触しており、振動体1aの振動で突起部15に励起された楕円運動により、リニアスライダ14が往復駆動する。
なお、突起部15は分極処理の終了後に圧電素子3cの一部を除去し、柱状の突起部15を弾性体2aに接合している。
また、圧電層4、及び電極層5、6を形成する圧電材料ペーストや導電材料ペーストは、つぎのように作成した。すなわち、圧電材料粉末や導電材料粉末に多少の添加物を加え、エチルセルロースのような有機バインダとテルピネオールのような有機溶剤を用いた有機ビヒクルを3本ロール混練して作った。

0021

本実施例では圧電層4の厚さは12μmとしたが、スクリーン印刷法によれば厚さ約2〜3μmから約30μmまでの厚膜である圧電層や電極層を高精度に形成することができる。また、スクリーン印刷法では版により分割した電極を設けることも容易である。
本実施例では、表裏の圧電層4は1層としているが、圧電層4は2層以上にして積層化しても良い。積層化により、振動体からはより大きな出力を出すことが可能である。
スクリーン印刷法による厚膜印刷法は、薄くて高精度な厚さの層の形成が容易であるばかりでなく、塗布位置を高精度に制御可能であり、焼結後の機械加工も必要としない。
さらに、従来の圧電セラミックスの製造法と比べ、圧電材料や電極材料歩留まりも良く製造設備も安価である。これらの結果、振動体の製造コストも低減される。

0022

以上の構成によれば、小型化で振動効率が良く安定して大きな振動エネルギーを容易に出力でき、性能のばらつきの小さい振動体であり、将来の安価で小型で高出力である各種のタイプの振動型駆動装置の開発に適用が可能な振動体を構成することができる。
また、圧電素子の製造と弾性体との焼成(接合)一体化による焼成後の反り変形を無くすこともでき、焼成後の機械加工を必要とせず、より安価な製造コストでの製造が可能となる。
そして、このような振動型駆動装置の振動体を駆動動力源として構成した振動型駆動装置を実現することができる。

0023

[実施例2]
実施例2として、実施例1とは異なる形態の振動型駆動装置の振動体の構成例について、図2を用いて説明する。
図2(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ振動体の表面、側面、裏面、もう一方の側面を示す。
図2に示す振動体1bは、リニア型振動波アクチュエータに適用することを想定したものである。
この振動体1bは、平板状の弾性体2bの表裏の面に、各2つの圧電素子3を有している。
この弾性体2bと圧電素子3は実施例1と同様に、後述するように同時焼成により接合(固定)され一体化されたものである。
すなわち、振動エネルギー発生源として機能する圧電素子3と振動する弾性体2bとは、接着層を介することなく固定されて一体化されている。
この振動体1bには、圧電素子3として表面に2つの圧電素子3d、3e(第1の圧電素子とこれに並設された第2の圧電素子)が、裏面にこれらにそれぞれに対向させて2つの圧電素子3f、3gが設けられている。
それぞれの圧電素子3d、3e、3f、3gには、圧電層4d、4e、4f、4gを挟んで、電極層5dと6d、電極層5eと6e、電極層5fと6f、電極層5gと6gが形成されている。
従来例のように弾性体の片面だけでなく裏表の面に圧電素子を形成することにより、弾性体の反りを防ぐばかりでなく、圧電素子の面積を増やし振動体の出力も増やすことが可能となる。

0024

ここで、各電極層へは導電線により導通を図っても良いが、本実施例では、図2のように、表面の圧電素子3dの電極層5dと、その対向する裏面の圧電素子3fの電極層5fは導電材(外部電極)9により導通を図った。
また、圧電素子同士における、圧電素子3dの電極層6dと、その対向する裏面の圧電素子3fの電極層6fも、導電材(外部電極)11により導通している。これらの導電材(外部電極)は焼成前に形成しておくか、焼成後の分極処理の後に形成しても良い。各圧電素子の必要とする分極方向を考慮し、手間のかからないような工夫をすべきである。
本実施例では、焼成前にあらかじめ導電ペーストにより導電材9と導電材11を導電材料ペーストを焼成前に塗布し焼成時に焼結させて導通が可能となるようにした。
また、導電材9の代わりに、実施例1と同じようにスルーホール10で導通を図っても良い。図2において、弾性体2bの一部分の断面図にスルーホール10を示している。

0025

ここで、圧電素子3dの圧電層4dと対向する裏面の圧電素子3fの圧電層4fの分極方向は図2で分極極性を(+)、(−)と矢印で示すように、電極層5dと電極層5fから見て逆にしている。
すなわち、表面の圧電素子3dと対向する裏面の圧電素子3fを一組として、電極層6dと電極層6fに対して、電極層5dと電極層5fをグランドとして電圧を印加することにより、つぎのように導通するようにされている。
すなわち、表面の圧電素子3dと対向する裏面の圧電素子3fとは互いに弾性体の平面方向の伸縮方向が逆になるように、外部電極またはスルーホールで導通するように図られている。
同様に、表面の圧電素子3eの電極層5eと、その対向する裏面の圧電素子3gの電極層5gは導電材(外部電極)9(またはスルーホール10)により導通するようにされている。
また、圧電素子3eの電極層6eと、その対向する裏面の圧電素子3gの電極層6gも導電材(外部電極)11により導通するようにされている。
ここで、圧電素子3eと対向する裏面の圧電素子3gの分極方向は、図2で分極極性を(+)、(−)と矢印で示すように、電極層5eと電極層5gから見て逆の方向にしている。
ここで、表面の圧電素子3eと対向する裏面の圧電素子3gを一組として、電極層6eと電極層6gに対して、電極層5eと電極層5gをグランドとして電圧を印加すると、つぎのように導通するようにされている。
すなわち、表面の圧電素子3eと対向する裏面の圧電素子3gとは互いに弾性体の平面方向の伸縮方向が逆になるように、外部電極またはスルーホールで導通するように図られている。

0026

図2において、端子Va2とVb2に適切な共振周波数近傍の交流電圧で、位相が180°異なる交流電圧を端子Vgをグランドとして印加とすると、圧電素子3dと圧電素子3eは伸縮が逆になる。それと共に、圧電素子3dに対向する圧電素子3fと圧電素子3eに対向する圧電素子3gもそれぞれ伸縮が逆になる。
この結果、圧電素子3dと圧電素子3fのある弾性体2bの片方の左側部分と圧電素子3eと圧電素子3gのある弾性体2bの片方の右側部分とは面外曲げ方向が逆となる。そして、振動体1bには図9(a)の従来例の振動体71と同じように、長辺方向の2次の屈曲振動が発生する。
また、端子Va2とVb2に適切な共振周波数近傍の交流電圧で、かつ同位相の交流電圧を端子Vgをグランドとして印加とすると、圧電素子3dと圧電素子3eは伸縮が同じ方向になる。それと共に、圧電素子3fと圧電素子3gは伸縮が圧電素子3dや圧電素子3eとは逆になる。
この結果、圧電素子3dと圧電素子3fのある弾性体2bの片方の左側部分と圧電素子3eと圧電素子3gのある弾性体2bの片方の右側部分では面外の曲げ方向が同じになる。これにより、振動体1bには図9(b)の従来例に振動体と同じように、短辺方向の1次の屈曲振動を発生させることができる。
すなわち、特許文献2にあるように、端子Va2とVb2の電圧の大きさを同じとし、端子Va2とVb2の位相差を0°および180°以外とすれば、
長辺方向の2次の屈曲振動と短辺方向の1次の屈曲振動を同時に発生させ、位相差により2つの振動の振幅を変えることもできる。

0027

図3は、実施例2に係る振動体1bを組込んだリニア型振動波アクチュエータの構成を示す図である。リニア駆動の原理は従来例と同じである。
リニアスライダ14は加圧された状態で突起部15に接触しており、前述のような端子Va2とVb2への交流電圧による振動体1bの振動で突起部15に励起された楕円運動により、リニアスライダ14が往復駆動する。
振動体1bの製造方法は、実施例1の振動体1aと基本的に同じであり、弾性体2の寸法、圧電層4、電極層5、6の厚さも同じである。
なお、本発明は実施例1、2では、電極層と外部電源との導通は導電線16を用いて行ったが、導電線の代わりにフレキシブル回路基板を介して電極層と外部電源との導通を図っても良い。

0028

[実施例3]
実施例3として、実施例1とは異なる形態の振動型駆動装置の振動体の構成例について、図4を用いて説明する。
図4(a)、(b)、(c)は、それぞれ振動体1cの表面、側面、裏面を示す。
図4に示す振動体1cは、リング状の超音波モータに用いることが可能な振動体である。
実施例1では表裏の面の圧電素子は2つと1つであったが、本実施例では、表裏に多数の圧電素子を設け、表裏の圧電素子でそれぞれ異なる振動を発生させている。
ここで、従来例である例えば特開平1−17354号公報や特開昭61−191277号公報等におけるリング状の超音波モータの圧電体および弾性体、回転体の構成を、図11に示す。
図11(b)は、リング状の金属体ステータ)90の一方の面にリング状の回転子ロータ)91を加圧接触させ、他方の面には接着された圧電体92を示している。
図11(a)は(b)の正面図であり圧電体の電極層の配置を示している。
超音波モータは圧電体92により、リング状の金属からなる弾性体90に屈曲振動波に基づく進行波を発生させ、回転子91を摩擦駆動させるものである。
圧電体92には、図11(a)に示すように、進行波の波長λの1/2の長さの電極93が形成されている。また、隣り合う電極93の分極極性は(+)と(−)のように異なり、波長λの1/4の長さ分だけずらした(位置的に位相差を持たせた)2つの電極群(A相、B相)が設けられている。
そして、波長によって決定される共振周波数近傍と、これと波長λの1/4の長さ、すなわち90°位相のずれた共振周波数近傍の2つの交流電圧をそれぞれ電極端子a、bに印加する。この結果、圧電体92を励振させリング状の金属からなる弾性体90の表面に進行波が形成される。
本実施例の振動体1cは、上記の従来の超音波モータの圧電体92に代わる機能を持ち、図4のように、リング形状で平板状の弾性体2bと弾性体2bの表裏の面に進行波の波長λの1/2の長さの多数の圧電素子31とを有している。
この弾性体2bと圧電素子31は、実施例1、2と同じく同時焼成により接合(固定)され接着層を介することなく一体化されたものである。

0029

本実施例における振動体の構成について、図4を用いて説明する。
図4において、圧電素子31は、表面に圧電素子31h1、圧電素子31h2から圧電素子31h8まで圧電素子31h群が、裏面に圧電素子31i1、圧電素子31i2から圧電素子31i8まで圧電素子31i群が設けられている。
そして、それぞれ表面の圧電素子31h群は各圧電素子の共通の電極層51hと、圧電層41h1、圧電層41h2から圧電層41h8までと、電極層61h1、電極層61h2から電極層61h8までが形成されている。
また、裏面の圧電素子31i群は各圧電素子の共通の電極層51i、圧電層41i1、圧電層41i2から圧電層41i8までと、電極層61i1、電極層61i2から電極層61i8までが形成されている。
なお、分極極性は(+)と(−)と矢印で示している。圧電層41は図4(b)の側面図だけを示した。

0030

ここで、表面の圧電素子31h群と裏面の圧電素子31i群とは、弾性体2bの円周方向で波長λの1/4の長さだけずれて形成されている。
これは、従来例の圧電体92での2つの電極群と同じ位置関係ではあるが、本実施例では2つの圧電素子群31h群と31i群が、リング形状で平板状の弾性体2bの表裏の面に多数形成されていることに特徴がある。
圧電素子群31h群と31i群は図11の従来例のA相とB相に相当する。
なお、各電極層へは導電線により導通を図っても良い。本実施例では、図4に示すように、表面の圧電素子31h群の共通の電極層51hと裏面の圧電素子31i群は共通の電極層51iとは導電材22で焼成前に導電材料ペーストを塗布し焼成時に形成している。
また、焼成後で分極処理後に圧電素子31h群では各電極層61h1、電極層61h2から電極層61h8までを繋ぐ導電材23を、圧電素子31i群では電極層61i1、電極層61i2から電極層61i8までを繋ぐ導電材24を前述の加熱硬化する導電材料ペーストにより設けている。

0031

振動体1cを、従来例である図11(b)のようにリング状の金属体90一方の面に接着する。
そして、図4のように、端子Va3が導電線16により接続されている表面の圧電素子31h群と、端子Vb3が導電線16により接続されている裏面の圧電素子31i群に、
以下の交流電圧を共通の電極層51hと電極層51iに導通するグランドとしての端子Vgに対し印加する。
すなわち、波長によって決定される共振周波数近傍の交流電圧で時間的位相が90°ずれた共振周波数近傍の2つの交流電圧を、それぞれ円周方向で波長λの1/4の長さだけずれて配置された圧電素子31h群と裏面の圧電素子31i群に印加する。
その結果、振動体1cは進行波をリング状の金属体90の片面に励振させ、リング状の金属体90の面の加圧接触したリング状の回転子を回転させることができる。
振動体1cの製造方法は、実施例1の振動体1aと基本的に同じである。本実施例では、弾性体2bはアルミナであり、直径62mm、内径54mm,厚さ0.5mmであり、圧電層4の厚さは約12μm、電極層5、6の厚さは約5μmである。導電材の厚さは約5μmである。

0032

以上、本実施例は表裏に多数の圧電素子を設け、表裏の圧電素子でそれぞれ異なる2つの振動形態を発生させた例である。
さらに、例えば特開2007−189802号公報の図9等には、一つの圧電素子から異なる3つの振動形態を形成する例が示されている。
すなわち、この圧電素子の電極パターンが、外周側の電極パターンは面外3次振動励振用駆動相であるA相電極、B相電極のパターンで、また、内周側の電極パターンは面内振動励振用の駆動相であるC相電極のパターンである。
そして、この圧電素子に電圧印加して偶数次数の面内方向と奇数次数の面外方向駆動振動を形成するものである。
本実施例を元にすれば、平板状の弾性体の表裏の面に、上記の合計3つのA相電極、B相電極、C相電極のパターンに代わる圧電素子群を設けることで、異なる3つの振動形態の振動を発生することも可能となる。

0033

[実施例4]
実施例4として、上記各実施例とは異なる形態の振動型駆動装置の振動体の構成例について、図5を用いて説明する。
図5(a)、(b)、(c)は、それぞれ振動体の表面、側面、裏面を示す。
図5に示す振動体1dは、図10の従来のリング状の超音波モータに用いることが可能な振動体である。超音波モータについては実施例3と同じである。
本実施例では振動体1dの弾性体2bの表裏に面に多数の圧電素子31を設け表裏の面で対向する圧電素子31により、リング状の金属からなる弾性体90に屈曲振動波に基づく進行波を発生させることができる。
振動体1dは、リング形状で平板状の弾性体2bの表裏の面に、図11(a)の従来例の圧電体92での2つの電極群と同じ位置関係で、表裏で対向する圧電素子31の電極間が導通されている。
この弾性体2bとこれらの圧電素子31は、後述するように同時焼成により接合(固定)され接着層を介することなく一体化されたものである。

0034

図5において、圧電素子31の長さは波長λの1/2の長さである。表面に圧電素子31j1、圧電素子31j2、圧電素子31j3まで圧電素子31j群と、圧電素子31k1、圧電素子31k2、圧電素子31k3まで圧電素子31k群とが設けられている。
そして、表面の圧電素子31j群は共通の電極層51jの上に圧電層41j1、圧電層41j2、圧電層41j3と電極層61j1、電極層61j2、電極層61j3が形成されている。
また、表面のもう一つの圧電素子31k群は共通の電極層51kの上に圧電層41k1、圧電層41k2、圧電層41k3と、電極層61k1、電極層61k2、電極層61k3が形成されている。

0035

一方、圧電素子31の裏面には、圧電素子31j群に対向して圧電素子31m1、圧電素子31m2、圧電素子31m3までの圧電素子31m群が設けられている。さらに、圧電素子31k群に対向して圧電素子31L1、圧電素子31L2、圧電素子31L3までの圧電素子31L群とが設けられている。
そして、裏面の圧電素子31m群は共通の電極層51mの上に圧電層41m1、圧電層41m2、圧電層41m3と電極層61m1、電極層61m2、電極層61m3が形成されている。
また、裏面の表面のもう一つの圧電素子31L群は、共通の電極層51Lの上に圧電層41L1、圧電層41L2、圧電層41L3と、電極層61L1、電極層61L2、電極層61L3が形成されている。
ここで、圧電素子31j群と圧電素子31k群とは、また、圧電素子31m群と圧電素子31L群とは、リング形状で平板状の弾性体2bの表裏の面で波長λの1/4の長さだけずれた位置に形成されている。
なお、各電極層へは導電線により導通を図っても良いが、本実施例では図5に示すように、表面の圧電素子31j群の共通の電極層51jと裏面の圧電素子31m群の共通の電極層51kとは導電材25で、焼成前に導電材料ペーストを塗布し導通を図っている。
また、表面の圧電素子31k群の共通の電極層51kと裏面の圧電素子31L群の共通の電極層51Lとは導電材26で同様に導通を図っている。

0036

また、焼成前に圧電素子31j群の電極層61j1、電極層61j2、電極層61j3をそれぞれの圧電素子31m群の電極層61m1、電極層61m2、電極層61m3に繋ぐ3つの導電材27を設けている。
同様に、焼成前に圧電素子31k群の電極層61k1、電極層61k2、電極層61k3をそれぞれの圧電素子31L群の電極層61L1、電極層61L2、電極層61L3に繋ぐ3つの導電材28を設けている。
圧電素子31j群と対向する圧電素子31m群の圧電層41j1と圧電層41m1、圧電層41j2と圧電層41m2、圧電層41j3と電層41m3、は共通電極である電極層51jと電極層51kからみて分極方向が逆になっている。
圧電素子31k群と対向する圧電素子31L群の圧電層41k1と電層41L1、圧電層41k2と電層41L2、圧電層41k3と電層41L3は共通電極である電極層51jと電極層51kからみて、分極方向が逆になっている。なお、分極の極性は(+)と(−)と矢印で示している。
さらに、電極層61j1、電極層61j2から電極層61j3を繋ぐ導電材29と、電極層61k1、電極層61k2から電極層61k3を繋ぐ導電材30を加熱硬化する導電材料ペーストで分極処理後に設ける。そして、導電線16に接続した端子Va4、Vb4に外部電源を繋いでいる。

0037

振動体1dを従来例の図10で示すリング状の金属体(ステータ)90の一方の面に接着する。
そして、図5において、端子Va4が接続されている表面の圧電素子31j群と、端子Vb4が接続されている裏面の圧電素子31k群に、以下の2つの交流電圧を共通電極である電極層51jと電極層51kに導通するグランドである端子Vgに対して印加する。
すなわち、波長λによって決定される共振周波数近傍で、これとは波長λの1/4の長さ、すなわち90°位相のずれた圧電素子群に、2つの時間的位相が90°異なる交流電圧を印加する。これにより、振動体1dに進行波を励振させ、他方の面の加圧接触したリング状の回転子(ロータ)を回転させることが可能となる。
振動体1dの製造方法は、実施例1の振動体1aと基本的に同じである。
本実施例では、弾性体2bはアルミナであり、直径62mm、内径54mm、厚さ0.5mmであり、圧電層4の厚さは約12μm、電極層5、6の厚さは約5μmである。導電材の厚さは約5μmである。

0038

[実施例5]
実施例5として、上記各実施例とは異なる形態の振動型駆動装置の振動体の構成例について、図6を用いて説明する。
図6(a)、(b)、(c)は、それぞれ振動体1eの表面、側面、裏面を示す。
図6に示す振動体1eは、後述の圧電アクチュエータに用いることが可能な振動体である。
本実施例では、表面に4つの圧電素子、裏面にひとつの圧電素子32を設けている。そして、表裏の面の圧電素子32で3つの異なる振動を発生させている。
圧電アクチュエータは一例として、図12に特開昭2004−254417号公報や特開昭2007−330036号公報にある圧電アクチュエータの圧電素子100を示す。

0039

図12(a)には、圧電アクチュエータの圧電素子100の縦振動が、図12(b)には屈曲振動が、図12(c)には圧電素子100の突起部101の楕円振動軌跡105が点線が示されている。
圧電素子100の寸法は、縦振動と屈曲振動がともにある一定の共振周波数に近接するようにあらかじめ設定されている。
圧電素子100の中央電極102および2つの対称電極103に交流電圧を印加すると、圧電素子100は、図12(a)に示されるように、主に中央電極102によって長手方向に伸縮する、いわゆる縦振動106を励振する。
また、対称電極103にも電圧が印加されるため、圧電素子100の両側が非対称に伸縮し、図12(b)に示されるように、縦振動106に直交する方向に、圧電素子100の平面中心に対して点対称屈曲する、いわゆる屈曲振動107を励振する。
これらの縦振動106および屈曲振動107が同時に現れることにより、圧電素子100の突起部101は図12(c)に示される楕円軌道105を描いて振動することとなる。
突起部101は、この楕円軌道105の一部において被駆動体(不図示)に押圧することによって被駆動体を移動させることが可能となる。

0040

一方、被駆動体を反対方向に移動させる場合には、圧電素子100の中央電極102および対称電極104に所定周波数の電圧を印加する。
その結果、屈曲振動107とは異なるもうひとつの屈曲振動を起こして、突起部101は楕円軌道105とは反対方向の楕円軌道(不図示)を描いて振動する。これにより被駆動体は反対方向に移動することができる。
本実施例の図6に示す振動体1eは、上記の圧電アクチュエータの圧電素子100に代わる機能を持ち、平板状の弾性体2cと表裏の面に圧電素子32とを有している。
この弾性体2cと圧電素子32は、後述するように同時焼成により接合(固定)され接着層を介することなく一体化されたものである。

0041

図6の振動体1eは突起部54を有した平板状の弾性体2cと、弾性体2cの表(おもて)面に設けられた4つの圧電素子32a、32b、32c、32dと、裏面に設けられたひとつ圧電素子32eから構成されている。
そして、表面の4つの圧電素子32a、32b、32c、32dの共通の電極層52と、4つの圧電素子32a、32b、32c、32dの圧電層42a、42b、42c、42dと、電極層62a、62b、62c、62dがそれぞれ形成されている。
また、裏面の圧電素子32eは電極層53、圧電層42e、電極層62eが形成されている。なお、各圧電素子32の分極極性は(+)と矢印で示している。
また、焼成前に導電ペーストを塗布し、導電材55により表裏の面の電極層52と電極層53の導通を図った。

0042

駆動の方法は、図12の従来例と基本的に同じである。すなわち、端子Ve5に端子Vgをグランドとしてとしてある一定の共振周波数の交流電圧を印加して、圧電素子32eによりひとつ縦振動を発生させる。
また、同時に電気信号Va5とVd5に端子Vgをグランドとして同じある一定の共振周波数の交流電圧を印加して、圧電素子32aと圧電素子32dとでひとつの屈曲振動を起こすことができる。
また、同様に、端子Ve5と端子Vb5、Vdc5に、端子Vgをグランドとしてとしてある一定の共振周波数の交流電圧を印加する。これにより、圧電素子32eによる縦振動と圧電素子32bと圧電素子32cとによるもうひとつの時間的位相の異なる屈曲振動を起こすことができる。
つまり、表(おもて)面の表面の4つの圧電素子32a、32b、32c、32dにより2つの振動形態に振動を、裏面圧電素子32eによりひとつの振動形態に振動を発生させることができる。
この結果、振動体1eの突起部54は2つの楕円軌道を描いて振動し、被駆動体を移動させることが可能となる。なお。振動体1eの製造方法は、実施例1の振動体1aと基本的に同じである。

0043

[実施例6]
実施例6として、上記各実施例とは異なる形態の振動型駆動装置の振動体の構成例について、図7を用いて説明する。
図7(a)、(b)、(c)は、それぞれ振動体1fの表面、側面、裏面を示す。
図7に示す振動体1fは、前述の図12で説明した圧電アクチュエータの圧電素子に代わる振動体である。
本実施例では、突起54を持つ振動体1fの表面と裏面に多数の圧電素子32を設け、表裏の面に形成した対向する圧電素子32により、振動体1fに実施例5と同じように異なる2つの振動モードを発生させることが可能である。
振動体1fと圧電素子32は前述の実施例と同様に同時焼成により接合(固定)され接着層を介することなく一体化されたものである。
振動体1fは、平板状の弾性体2cと圧電素子32からなる。表面には圧電素子32f、32g、32h、32i、32jが形成されている。
また、共通電極56の上に圧電層42f、42g、42h、42i、42jが、そしてその上に、電極層62f、62g、62h、62i、62jがそれぞれ形成されている。
同じく、裏面にも、圧電素子32k、32L、32m、32n、32oが、共通電極57の上に圧電層42k、42L、42m、42n、42oが、そしてその上に電極層62k、62L、62m、62n、62oがそれぞれ形成されている。

0044

焼成前に導電材料ペーストを塗布して形成した導電材58により共通電極56と57が導通している。
そして、表裏で対向する圧電素子32の各電極層62fと62k、62gと62L、62hと62m、62iと62n、62jと62oとに焼成前に形成した導電材59により導通されている。
なお、分極の極性は図7において(+)と矢印で示している。ここで、本実施例では縦振動も屈曲振動も実施例2と4とは異なり面内(弾性体の面方向)の振動であるので、分極極性は共通電極56、57から見て同極性にしている。
このようにすることで、対向する圧電素子が一組となり印加する電圧により振動を起こすことができる。
駆動はグランドである端子Vgに対して、端子Vh6に共振周波数近傍の交流電圧を印加し、縦振動を発生させる。
そして、電気信号Vf6とVj6に同じ共振周波数近傍の交流電圧を同時に印加して屈曲振動を発生させることができる。
また、電気信号Vg6とVi6に共振周波数近傍の交流電圧を印加すれば、もうひとつの屈曲振動を発生させることができる。すなわち、従来例と同様に、ひとつの縦振動と2つの屈曲振動により、振動版1fの突起部54は2つの楕円軌道を描いて振動させることが可能である。
製造方法は、実施例1と基本的に同じである。

実施例

0045

以上のように、本発明は、板状の弾性体の表裏の面に厚膜印刷法により、圧電層と電極層からなる圧電素子をひとつまたは複数設けて、小型の振動アクチュエータの振動体を提供するものである。
実施例1〜6で示したように、各種の振動体や圧電素子に代わりうる可能性を有している。
特に、圧電素子の製造と圧電素子と弾性体の接合も同時に行えるので、安価な振動体の製造が可能となるばかりでなく、弾性体に表裏の面に圧電素子が形成可能であるので高出力化が可能である。
さらに、その他の利点としては、実施例1、3、5では、発生させる複数の振動形態を表裏の面の圧電素子で別々に発生させるので、複数の振動形態以外の不要振動を軽減する効果がある。
また、実施例2、4、6のように、圧電素子へ電圧を印加する導電線を片面側からだけに設けることが可能であるので、実用上、電圧供給方法がより簡単になる。
実施例では厚膜印刷法で振動子製作したが、他の厚膜や薄膜形成方法でも振動子の製作は可能である。
但し、通常の数ミリメートルから二三十ミリメートルの寸法の振動型駆動装置を製造するには、設備投資、製造工程、材料コストなどの製造コストを考えれば厚膜印刷法が最も適した製造法である。

0046

1a:振動体
2a:弾性体
3a、3b:圧電素子
4a、4b:圧電層
5a、5b、6a、6b、6c:電極層
7、8、9:導電材(外部電極)
10:スルーホール
15:突起部
16:導電線

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