JP2004289965A - 圧電アクチュエータ、これを備えた装置、および圧電アクチュエータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】生産性、エネルギー効率、信頼性を向上させ、かつ薄型化を図れる圧電アクチュエータを提供する。
【解決手段】圧電アクチュエータ２では、箔状のオーバーハング部２６１，２７１，２８１と圧電素子２４の電極２４１，２４２，２４３とを接触させて、振動板２１と導通基板２５との導通を取る。このため、接合時の熱が低い熱溶着等で導通部分を接合できるので、圧電素子２４の劣化を防止できる。前記結合部には重みのある部材が設けられず、オーバーハング部２６１，２７１，２８１は抗力も有さないので、振動板２１の振動減衰を抑制できる。オーバーハング部２６１，２７１，２８１は柔軟性を有しているので、振動板２１の振動でオーバーハング部２６１，２７１，２８１の切断を防止できる。オーバーハング部２６１，２７１，２８１は、厚さが薄いので、圧電アクチュエータ２も薄型化できる。
【選択図】 図２
【解決手段】圧電アクチュエータ２では、箔状のオーバーハング部２６１，２７１，２８１と圧電素子２４の電極２４１，２４２，２４３とを接触させて、振動板２１と導通基板２５との導通を取る。このため、接合時の熱が低い熱溶着等で導通部分を接合できるので、圧電素子２４の劣化を防止できる。前記結合部には重みのある部材が設けられず、オーバーハング部２６１，２７１，２８１は抗力も有さないので、振動板２１の振動減衰を抑制できる。オーバーハング部２６１，２７１，２８１は柔軟性を有しているので、振動板２１の振動でオーバーハング部２６１，２７１，２８１の切断を防止できる。オーバーハング部２６１，２７１，２８１は、厚さが薄いので、圧電アクチュエータ２も薄型化できる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子の変位（振動）で被駆動体を駆動する圧電アクチュエータ、これを備えた装置、および圧電アクチュエータの製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、圧電素子の変位で被駆動体を駆動する圧電アクチュエータを備えた装置が知られている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
特許文献１および特許文献２の装置では、圧電アクチュエータの圧電素子に設けられた電極と、圧電アクチュエータを駆動させる駆動回路等とを導線（ウメレット線）により電気的に結合している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１１１９９１号公報（［００６５］〜［００６７］、図６および図７）
【特許文献２】
特開２００２−２２３５７６号公報（［００３３］〜［００５４］、図６および図１３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１および特許文献２の圧電アクチュエータのように、圧電素子に設けられた電極と駆動回路等とを導線等により電気的に結合する際には、一般的には半田付けによる結合手段が用いられる。しかし、このような手段を用いると、溶融した半田が電極上に付着し、当該半田の熱により当該圧電素子が劣化するため、圧電アクチュエータの性能や生産性が低下する問題がある。また、圧電アクチュエータの振動が、半田の重みや当該振動に対する導線の抗力により減衰してしまい、圧電アクチュエータのエネルギー効率が低下する問題がある。また、圧電アクチュエータの振動により導線が振動することで、当該導線が断線してしまい、圧電アクチュエータの信頼性が低下する問題がある。
特許文献２の装置では、装置（圧電アクチュエータ）を薄型化できることが効果として挙げられているが、半田の盛り上がり、半田付けされた部分を保護するために設けられる硬化樹脂の厚み、さらには、導線の外径等により装置としての厚みが増してしまうため、薄型化するには限界があった。
【０００５】
本発明は、生産性、エネルギー効率、信頼性を向上させることができ、かつ薄型化を図ることができる圧電アクチュエータ、これを備えた装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、前述の目的に加えて圧電素子の電極と駆動回路等とを接合する工程を省くことができ、かつ、製造コストの削減が図れる圧電アクチュエータの製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電極が形成された圧電素子を有する振動板と、前記電極に導通される箔状の導通パターンを有する導通基板とを備え、この導通基板には、前記導通パターンの一部を当該導通基板の端縁から突出させたオーバーハング部が設けられ、このオーバーハング部と前記電極とが接触していることを特徴とする圧電アクチュエータである。
この発明によれば、箔状の導通パターンのオーバーハング部と圧電素子の電極とを接触させることで、当該導通パターンと当該電極との導通を取るので、必要に応じて当該オーバーハング部と当該電極を結合させるときには、結合手段としては半田付けではなく、たとえば超音波溶着等を用いれば良い。そして、この超音波溶着の際に、前記オーバーハング部と前記電極との結合部に加わる熱は、半田付け時のそれに比べて低いので、当該電極が劣化することがなく、圧電アクチュエータの生産性が向上する。
さらに、前記結合部には半田のような重みがある部材が設けられず、さらに前記オーバーハング部（導通パターン）は箔状に形成されているため、導線のような抗力を有していない。したがって、前記オーバーハング部と前記電極との結合を行っても、振動板の振動が外的要因により減衰することがなく、圧電アクチュエータのエネルギー効率が向上する。
そして、前記オーバーハング部は箔状に形成されていることにより柔軟性を有しているので、振動板の振動により当該オーバーハング部が切断することがなく、圧電アクチュエータの信頼性が向上する。
前記オーバーハング部は箔状に形成されているため厚さが薄く、さらに圧電アクチュエータの厚みを増す要因の半田や導線を設けていないので、圧電アクチュエータの薄型化が図れる。
【０００７】
本発明では、前記圧電素子は、前記振動板の両面に設けられ、一方の面に設けられた圧電素子の電極と、他方の面に設けられた圧電素子の電極との導通を、１つの前記導通基板で取ることが望ましい。
この発明によれば、振動板の一方の面に設けられた圧電素子の電極と、他方の面に設けられた圧電素子の電極との導通を、１つの導通パターンで取る構成とするので、部材コストの削減が図れる。
【０００８】
本発明では、前記オーバーハング部の表面には、前記電極側に突出した突起部が設けられていることが望ましい。
この発明によれば、オーバーハング部の表面に、圧電素子の電極側に突出した突起部を設けるので、当該オーバーハング部がねじれたり撓んだりしても、当該突起部は常に当該電極に接触している。したがって、前記突起部を前記電極に必要に応じて圧着や溶着する際に、たとえば器機類の振動によって、当該両者が離れることがないので、圧着や溶着の作業が容易になる。
【０００９】
本発明では、前記オーバーハング部の長手方向の途中には、前記圧電素子から離間するように湾曲した湾曲部が設けられていることが望ましい。
この発明によれば、オーバーハング部の長手方向の途中に、圧電素子から離間するように湾曲した湾曲部を設けるので、当該圧電素子の同一面内に設けられた複数の電極のうち、隣接しない電極同士を電気的に接合する際に、接合される電極間に配設された絶縁されるべき電極等を跨いで導通が取れるようになり、絶縁のために特別な手段や処理を施す必要がない。また、１つの導通パターンで同一面内に設けられた複数の電極の導通を取ることができ、部材コストの削減が図れる。
【００１０】
本発明では、前記オーバーハング部の前記電極と接触する部分、および前記電極の前記オーバーハング部と接触する部分のうち、少なくとも一方に微小な凹凸部を設けることが望ましい。
この発明によれば、オーバーハング部における圧電素子の電極と接触する導通パターン接触部分、および、当該電極の当該オーバーハング部と接触される電極接触部分のうち、少なくとも一方に微小な凹凸部を設けるので、この両者を接触させると、当該凹凸部が当該導通パターン接触部分および／または当該電極接触部分に突き刺さるような構成となり、前記オーバーハング部と前記電極との導通が確実に取れる。
【００１１】
本発明では、前記オーバーハング部と前記電極とは、前記振動板の振動の節近傍で接触していることが望ましい。
この発明によれば、オーバーハング部と圧電素子の電極とを、振動板の振動の節近傍で接触させるので、当該振動板が振動したときの当該オーバーハング部の振動が抑えられる。したがって、振動板の振動により前記オーバーハング部が切断することがないので、剛性を有さない箔状の導通パターンでも駆動制御回路と圧電素子との導通が確実に取れる。また、前記オーバーハング部が切断することがないので、圧電素子と導通基板とを密着させる必要がない。このため、振動板が振動しても、当該圧電素子と当該導通基板とが接触することがないから、振動板の振動の減衰が抑えられ、圧電アクチュエータのエネルギー効率が向上する。
【００１２】
本発明では、前記電極は、前記オーバーハング部によって形成されていることが望ましい。
この発明によれば、圧電素子の電極を、オーバーハング部により形成するので、圧電素子の電極とオーバーハング部とを接合する工程が不要になる。
【００１３】
本発明では、前記オーバーハング部は、前記電極に相当する電極部と、前記導通基板の端縁から突出して当該電極部にわたって設けられた基端部とで構成され、この基端部は、当該電極部よりも厚く形成されていることが望ましい。
この発明によれば、オーバーハング部を、電極に相当する電極部と、導通基板の端縁から突出して当該電極部にわたって設けられる基端部とで構成し、この基端部を当該電極部よりも厚く形成するので、当該基端部が切断しにくくなるとともに、当該導通パターンの電気抵抗が下がり、大きなエネルギーを入力できる。したがって、圧電アクチュエータの信頼性向上、大出力化、駆動効率向上が可能になる。また、圧電素子の振動を減衰させる電極の影響が低減するため、圧電アクチュエータのエネルギー効率が向上する。
【００１４】
本発明では、前記電極部と前記基端部とは、前記振動板の振動の節近傍で結合していることが望ましい。
この発明によれば、電極部と基端部とを、振動板の振動の節近傍で結合させるので、当該振動板が振動したときの当該基端部の振動が抑えられる。したがって、振動板の振動により前記基端部が切断することがないので、剛性を有さない箔状の導通パターンでも駆動制御回路と圧電素子との導通を確実に取れる。また、前記基端部が切断することがなく、導通基板を圧電素子の近傍に設ける必要がないので、当該導通基板と当該圧電素子とが接触することがなく、振動板の振動の減衰が抑えられ、圧電アクチュエータのエネルギー効率が向上する。
【００１５】
本発明では、前記圧電素子と前記導通基板の端縁とは、当該圧電素子の略面内方向に離間していることが望ましい。
この発明によれば、圧電素子（振動板）と導通基板とを、当該圧電素子の略面内方向に離間させるので、振動板の振動により当該圧電素子と当該導通基板とが接触することがなく、また、当該圧電素子と当該導通基板との間には、柔軟性を有する箔状の導通パターンのみが存在するので、当該振動により当該導通パターンに抗力が生じることがない。したがって、振動板の振動の減衰がより確実に抑えられるとともに、圧電アクチュエータのエネルギー効率が向上する。
【００１６】
本発明では、前記導通基板は、前記圧電素子の近傍に固定されていることが望ましい。
この発明によれば、導通基板を、圧電素子の近傍に固定するので、振動板が振動しても、この振動が当該導通基板に伝わることがなく導通パターンが振動しないので、当該振動による導通パターンの切断を抑えられる。したがって、圧電アクチュエータの小型化が図れるとともに、圧電アクチュエータの信頼性が向上する。
【００１７】
本発明では、前記導通パターンは、駆動制御回路の配線パターンと一体的に形成されていることが望ましい。
この発明によれば、導通パターンを、駆動制御回路の配線パターンと一体的に形成するので、圧電アクチュエータの製造が容易になり生産性が向上するとともに、当該導通パターンと当該配線パターンとを別々に設けた際に問題となる両者間の接触不良が生じにくくなり、圧電アクチュエータの信頼性が向上する。
【００１８】
本発明の装置は、前述の圧電アクチュエータを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、前述の圧電アクチュエータを備えているので、前述のような効果を奏する装置の提供が可能になる。
【００１９】
本発明の圧電アクチュエータの製造方法は、電極が形成された圧電素子を有する振動板と、前記電極に導通される箔状の導通パターンを有する導通基板とを備え、この導通基板には、前記導通パターンの一部を当該導通基板の端縁から突出させたオーバーハング部が設けられているとともに、前記電極が当該オーバーハング部によって形成されている圧電アクチュエータを製造するための圧電アクチュエータの製造方法であって、導体膜をシート上に形成しておき、この導体膜と前記圧電素子とが対向するように当該シートを当該圧電素子の表面に貼り付けた後、当該シートのみを当該圧電素子から取り除くことで当該表面に前記導体膜による前記電極を形成することを特徴とする。
この発明によれば、導通パターンの一部であるオーバーハング部により形成され圧電素子に設けられる電極をシート上に導体膜で形成し、この導体膜と当該圧電素子とが対向するように当該シートを当該圧電素子の表面に貼り付けた後、当該シートのみを当該圧電素子から取り除くことで当該表面に前記導体膜による前記電極を形成するので、前記オーバーハング部と前記電極とを、接合する工程が不要になる。さらに、圧電素子に電極を形成する際に、メッキやエッチング等の手段を用いる必要がなく、製造コストの削減が図れる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第２実施形態以降の実施形態において、第１実施形態の構成部品と同じ部品および同様の機能を有する部品については、同一符号または同一名称を付しその説明を省略もしくは簡略化する。
【００２１】
［第１実施形態］
図１には、第１実施形態にかかる駆動装置１０の平面図が示されている。この駆動装置１０は、円盤状の基部１１と、この基部１１の外周に複数のボール１２Ａを介して回転可能に設けられた環状の被駆動体１２と、電圧が印加されることで振動し、この振動で被駆動体１２を駆動する圧電アクチュエータ２と、この圧電アクチュエータ２を支持する支持部材３とを備えている。これらの構成のうち、圧電アクチュエータ２は、図２（Ａ）に示すように、振動板２１と、導通基板２５とを備えている。
【００２２】
振動板２１は、略矩形平板状に形成された補強板２３と、この補強板２３の片面にエポキシ系接着剤で接着された略矩形状の圧電素子２４とを備えている。ここで、補強板２３と圧電素子２４に設けられた導電膜（後述）との間に図示しない接着層が形成されるが、当該両者の表面にはそれぞれ微視的に凹凸が形成されており、これらの凹凸部分がランダムに接触することにより補強板２３と当該導電膜とが導通している。なお、接着剤はエポキシ系のものに限らず、硬度や耐久性の面を考慮して他の系の接着剤を用いることができる。
【００２３】
補強板２３は、ステンレス鋼、その他の材料から構成されている。補強板２３の長手方向一端側の幅方向略中央には、当接部２３１が一体的に形成されている。補強板２３の長手方向略中央には、当該長手方向に直交する方向に突出した腕部２３２が一体的に形成されており、この腕部２３２にはねじ３４が挿通される図示しない孔が穿設されている。補強板２３は、図１に示すように、当接部２３１の先端が被駆動体１２の内周に当接されるように、かつ、前記内周の接線方向にほぼ直角に（つまり径方向に沿うように）配置されている。
【００２４】
圧電素子２４は、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ（登録商標））、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種材料により形成されている。この圧電素子２４の寸法や厚さは、振動板２１に励振される縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比が、１．００よりも大きく１．０３よりも小さくなるように設定されている。また、圧電素子２４の長辺の長さを１としたときに短辺の長さが、０．２７４となるように形成されている。このような構成にすることにより、振動板２１が振動したときの、当接部２３１が描く楕円軌道の振幅が大きくなるので、被駆動体１２を高効率で駆動させることができる。
この圧電素子２４の補強板２３と対向する面の全域には、ニッケルおよび金などによる図示しない導電膜がめっき、スパッタ、蒸着等の方法で形成されている。また、この面と反対側の面つまり振動板２１の表面にも、当該表面の全域に同様な導電膜が形成されている。そして、この導電膜を、幅方向にほぼ三等分するような二本の溝２４Ａ、および、三等分された導電膜のうちの両側の部分を長手方向にほぼ二等分するような二本の溝２４Ｂを形成することにより、電気的に絶縁された５つの電極が形成されている。
これらの電極のうち、前記三等分された中央の部分は、振動板２１を振動させる中央駆動電極２４１であり、前記二等分された両側のうちの図１における左上部分および右下部分は、振動板２１を振動させる対称駆動電極２４２であり、左下部分および右上部分は、当該振動に伴う検出電圧を出力する変位検出電極２４３になっている。溝２４Ａ，２４Ｂは、エッチング、ダイシングソー、レーザ加工等で形成されている。
なお、各電極２４１，２４２，２４３を個別にめっき、スパッタ、蒸着することで形成しても良い。
【００２５】
導通基板２５は、ポリイミド樹脂、その他の絶縁性材料から構成され、図１に示すように略コ字平板状に形成されている。この導通基板２５は、略矩形状の回路形成部２５１と、この回路形成部２５１の長手方向両端から当該長手方向と直交する方向に延出した導通パターン形成部２５２とを備えている。この導通基板２５は、支持部材３に固定されたときに、導通パターン形成部２５２の固定部２５２Ａと圧電素子２４とが、当該圧電素子２４の略面内方向に離間するように、かつ、当該導通パターン形成部２５２が、当該圧電素子２４の近傍に位置するように構成されている。
【００２６】
回路形成部２５１には、駆動制御回路を構成する駆動回路および検出制御回路を備えたＩＣ２９が設けられている。このＩＣ２９は、基部１１の裏面（圧電アクチュエータ２が設けられていない面）に設けられた図示しない電源に、電気的に接続されている。このような構成にすることにより、電源からの電圧を、ＩＣ２９を介して圧電アクチュエータ２に印加することができる。
【００２７】
各導通パターン形成部２５２には、銅等の導電性材料により箔状に形成された導通パターン２６，２７，２８が、互いに接触しないように設けられている。各導通パターン形成部２５２の長手方向（突出方向）先端側には、支持部材３に固定される前記固定部２５２Ａが設けられており、この固定部２５２Ａが、ねじ３４で固定されている。
【００２８】
また、図２（Ａ）には、圧電アクチュエータ２および支持部材３の斜視図が示されている。なお、前述したように、圧電素子２４（振動板２１）は、長辺の長さを１としたときに、短辺の長さが０．２７４となるように形成されているが、図２（Ａ）およびこれ以降に示す圧電アクチュエータの斜視図については、全体を図示するために、圧電素子２４の長手方向を作図上短く描いている。
図２（Ｂ）には、導通パターン２６，２８の拡大図が示されている。この図２（Ｂ）に示された導通パターン２６，２８は、これらの構造を理解しやすくするために誇張して描かれており、実際にこれらの部材は厚さ数ミクロンに形成されている。
【００２９】
導通パターン２６は、前記駆動回路と中央駆動電極２４１とを電気的に接続するものであり、図２（Ａ）における右斜め下の導通パターン形成部２５２の長手方向に沿って、幅方向略中央に設けられている。この導通パターン２６は、基端側が前記駆動回路の図示しない配線パターンと一体的に形成され、先端側が導通パターン形成部２５２の固定部２５２Ａで振動板２１側に屈曲している。導通パターン２６の先端側は、固定部２５２Ａの端縁２５２Ｂから突出し、中央駆動電極２４１側に延びるオーバーハング部２６１になっている。このオーバーハング部２６１の先端側は、基端側に比べて中央駆動電極２４１に近接するように曲げられている。このオーバーハング部２６１は、図２（Ａ）に示すように、溝２４Ｂの上方に配置されており、当該オーバーハング部２６１の幅は、溝２４Ｂの幅よりも狭く形成されている。このような構成にすることにより、上方からの外力でオーバーハング部２６１が変形しても、この変形した部分は溝２４Ｂに入り込むので、中央駆動電極２４１以外の対称駆動電極２４２や変位検出電極２４３との接触を防ぐことができる。
オーバーハング部２６１の先端側には、中央駆動電極２４１に接合される略半球状の突起部２６２が設けられている。この突起部２６２の球面部は、図２（Ａ）に示すように、中央駆動電極２４１の略中央つまり振動板２１の振動の節近傍に、熱溶着や超音波溶接等により接合されている。なお、ここでは図示しないが、突起部２６２の球面部および中央駆動電極２４１の表面には、微小な凹凸部が形成されている。このような凹凸部を形成することにより、突起部２６２と中央駆動電極２４１とを接触させたときに、この凹凸部が互いに突き刺さるようになり、導通が確実に得られるようになっている。
【００３０】
導通パターン２７（２８）は、前記駆動回路（前記検出制御回路）と対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）とを電気的に接続するものであり、両方の導通パターン形成部２５２の長手方向に沿って、幅方向一端側（他端側）に設けられている。導通パターン２７（２８）は、基端側が前記駆動回路（前記検出制御回路）の図示しない配線パターンと一体的に形成され、先端側が導通パターン形成部２５２の固定部２５２Ａで振動板２１側に屈曲している。導通パターン２７（２８）の先端側は、当該導通パターン形成部２５２の端縁２５２Ｂから突出して対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）側に延びるオーバーハング部２７１（２８１）になっている。このオーバーハング部２７１（２８１）の先端側には、対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）の中央駆動電極２４１の中心近傍、つまり振動板２１の振動の節近傍に接合される突起部２７２（２７３）が設けられている。
なお、オーバーハング部２７１（２８１）および突起部２７２（２８２）の形状、突起部２７２（２８２）と対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）との接合方法は、導通パターン２６におけるそれらと同様なので、ここでは説明を省略する。
【００３１】
駆動回路は、中央駆動電極２４１および対称駆動電極２４２に電圧を印加して振動板２１を振動させるものである。ここで、中央駆動電極２４１および対称駆動電極２４２に印加される電圧の周波数は、振動板２１の振動時に縦振動共振点の近くに屈曲共振点が現れて当接部２３１が良好な楕円軌道を描くように設定される。なお、電圧の波形は特に限定されず、例えばサイン波、矩形状波、台形波などが採用できる。
検出制御回路は、変位検出電極２４３に生じる検出電圧を検出することで振動板２１の振動を検出するとともに、当該検出電圧の振幅が最大となるように駆動回路から発せられる電圧の周波数を制御するものである。
【００３２】
支持部材３は、図２（Ａ）に示すように、略矩形板状の支持体３１と、４つのスペーサ３２とを備えている。まず、スペーサ３２は、支持体３１に対する振動板２１および導通基板２５の高さ方向の位置決めをするものであり、絶縁性材料により略矩形ブロック状に形成されている。支持体３１は、図１に示すように、基部１１に取り付けられており、振動板２１に設けられた当接部２３１の被駆動体１２に対する当接力を調整する図示しない当接力調整手段により、振動板２１の長手方向に沿ってスライド可能に設けられている。支持体３１の長手方向両端側には、図２（Ａ）に示すように、スペーサ３２を介して補強板２３の腕部２３２が載置されている。この腕部２３２にはさらに、スペーサ３２を介して、導通パターン２６，２７，２８が下側になるように導通パターン形成部２５２（導通基板２５）が載置されている。これらの導通パターン形成部２５２、各スペーサ３２、腕部２３２は、ねじ３４により支持体３１に固定されている。
【００３３】
このような駆動装置１０は、次のように動作する。
前記駆動回路により、圧電素子２４の中央駆動電極２４１および対称駆動電極２４２に電圧を印加する。すると、振動板２１は、主に中央駆動電極２４１によって長手方向に伸縮する、いわゆる縦振動を励振する。また、中央駆動電極２４１の両側では、対称駆動電極２４２に電圧が印加されるため、当該両側において圧電素子２４が非対称に伸縮し、縦振動に直交する方向に、圧電素子２４の平面中央に対して点対称に屈曲する、いわゆる屈曲振動も励振する。
これらの縦振動および屈曲振動が同時に現れることにより、振動板２１の当接部２３１は図１に示されるように、楕円軌道を描いて振動することとなる。当接部２３１は、この楕円軌道の一部において被駆動体１２の内周面を押圧することによって被駆動体１２を図１に示す矢印Ｒ方向に回転させる。これを所定周波数で繰り返すことにより、被駆動体１２は一方向に所定の回転速度で回転する。なお、対称駆動電極２４２と変位検出電極２４３との接続を切り替えることで、被駆動体１２の回転方向を切り替えることが可能である。
【００３４】
この被駆動体１２の回転速度は、中央駆動電極２４１および対称駆動電極２４２に印加される電圧の周波数を調整することで調整されている。具体的には、振動板２１が振動すると、この振動に伴い変位検出電極２４３が変形し、この変位検出電極２４３には、前記変形に伴う圧電効果により検出電圧が生じる。この検出電圧が前記検出制御回路に入力されると、当該検出制御回路は、入力された検出電圧の振幅が最大となるように前記駆動回路を制御し、中央駆動電極２４１および対称駆動電極２４２に印加される電圧の周波数を調整する。
【００３５】
このような第１実施形態によれば、以下に示すような効果がある。
（１）駆動装置１０の圧電アクチュエータ２に用いられている導通基板２５では、箔状の導通パターン２６，２７，２８によるオーバーハング部２６１，２７１，２８１と、圧電素子２４の中央駆動電極２４１、対称駆動電極２４２、変位検出電極２４３とを接触させることで、導通パターン２６，２７，２８と各電極２４１，２４２，２４３とが導通しているので、オーバーハング部２６１，２７１，２８１と各電極２４１，２４２，２４３とを接合させるときには、半田付けではなく熱溶着や超音波溶接等を用いることができる。そして、これらの作業の際に、オーバーハング部２６１，２７１，２８１と各電極２４１，２４２，２４３との結合部に加わる熱は、半田付け時のそれに比べて低いので、各電極２４１，２４２，２４３が劣化することがなく、圧電アクチュエータ２の生産性を向上させることができる。
さらに、前記結合部には半田のような重みがある部材が設けられず、さらにオーバーハング部２６１，２７１，２８１は箔状に形成されているため、導線のような抗力を有していない。このため、オーバーハング部２６１，２７１，２８１と各電極２４１，２４２，２４３とを接合しても、振動板２１の振動が外的要因により減衰することがなく、圧電アクチュエータ２のエネルギー効率を向上させることができる。
そして、オーバーハング部２６１，２７１，２８１は箔状に形成されていることにより柔軟性を有しているので、振動板２１の振動によりオーバーハング部２６１，２７１，２８１が切断することがなく、圧電アクチュエータ２の信頼性を向上させることができる。
オーバーハング部２６１，２７１，２８１は箔状に形成されているため厚さが薄く、さらに圧電アクチュエータ２の厚みを増す要因の半田や導線を設けていないので、圧電アクチュエータ２を薄型化できる。
【００３６】
（２）オーバーハング部２６１，２７１，２８１の圧電素子２４と対向する面には、各電極２４１，２４２，２４３側に突出した突起部２６２，２７２，２８２が設けられているので、オーバーハング部２６１，２７１，２８１がねじれたり撓んだりしても、突起部２６２，２７２，２８２を常に各電極２４１，２４２，２４３に接触させることができる。したがって、突起部２６２，２７２，２８２を各電極２４１，２４２，２４３に熱溶着や超音波溶接する際に、たとえば器機類の振動によって、当該両者が離れることがなく、前記作業を容易にできる。
【００３７】
（３）オーバーハング部２６１，２７１，２８１の各電極２４１，２４２，２４３に接触する部分、つまり突起部２６２，２７２，２８２の球面部、および、各電極２４１，２４２，２４３の表面には、微小な凹凸部が設けられているので、当該両者を接触させたときに、当該凹凸部同士が突き刺さるような構成にでき、オーバーハング部２６１，２７１，２８１と各電極２４１，２４２，２４３との導通を確実に取ることができる。また、突起部２６２，２７２，２８２と各電極２４１，２４２，２４３との接触部の面積は小さく、熱溶着や超音波溶接する際には、当該接触部は応力が集中したり高抵抗となって発熱量が大きくなるので、熱溶着や超音波溶接を容易にできる。
【００３８】
（４）オーバーハング部２６１，２７１，２８１の突起部２６２，２７２，２８２と各電極２４１，２４２，２４３とが、振動板２１の振動の節近傍で接合されているので、振動板２１が振動したときのオーバーハング部２６１，２７１，２８１の振動を抑えることができる。このため、振動板２１の振動によりオーバーハング部２６１，２７１，２８１が切断することがないので、剛性を有さない箔状の導通パターン２６，２７，２８でも駆動制御回路と圧電素子２４との導通を確実に取ることができる。また、オーバーハング部２６１，２７１，２８１が切断することがないので、圧電素子２４と導通基板２５とを密着させる必要がない。したがって、振動板２１が振動しても圧電素子２４と導通基板２５とが接触することがないため、振動板２１の振動の減衰を抑えることができ、圧電アクチュエータ２のエネルギー効率を向上させることができる。
【００３９】
（５）導通パターン形成部２５２に設けられた固定部２５２Ａの端縁２５２Ｂと圧電素子２４（振動板２１）とが、当該圧電素子２４の略面内方向に離間しているため、振動板２１の振動により当該圧電素子２４と導通パターン形成部２５２（導通基板２５）とが接触することがない。また、圧電素子２４と導通パターン形成部２５２との間には、固定部２５２Ａから突出した柔軟性を有する箔状の導通パターン２６，２７，２８のみが存在するので、前記振動により導通パターン２６，２７，２８に抗力が生じることがない。以上のことから、振動板２１の振動の減衰をより確実に抑制できるとともに、圧電アクチュエータ２のエネルギー効率を向上させることができる。
【００４０】
（６）導通パターン形成部２５２が圧電素子２４の近傍に固定されているので、振動板２１が振動しても、この振動が導通基板２５に伝わることがないうえ、導通パターン２６，２７，２８が振動しないことで、当該振動による導通パターン２６，２７，２８の切断を抑えることができる。したがって、圧電アクチュエータ２の小型化が促進できるとともに、圧電アクチュエータ２の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
（７）導通パターン２６，２７，２８は、駆動制御回路の配線パターンと一体的に形成されているので、圧電アクチュエータ２の製造が容易になり生産性を向上させることができるとともに、導通パターン２６，２７，２８と当該配線パターンとを別々に設けた際に問題となる両者間の接触不良が生じることがなく、圧電アクチュエータ２の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
［第２実施形態］
図３（Ａ）には、駆動装置１０に用いられる第２実施形態の圧電アクチュエータ４および支持部材５の斜視図が示されている。図３（Ｂ）には、導通パターン４６の拡大断面図が示されている。この図３（Ｂ）に示された導通パターン４６は、その構造を理解しやすくするために誇張して描かれており、実際にこれらの部材は厚さ数ミクロンに形成されている。
【００４３】
圧電アクチュエータ４は、図３（Ａ）に示すように、振動板４１と、２つの回路形成部材４５１と、導通基板としての２つの導通パターン形成部材４５２とを備えている。
【００４４】
振動板４１は、略矩形平板状に形成された補強板４３と、この補強板４３の両面にそれぞれ接着された圧電素子２４とを備えている。ここで、圧電素子２４と補強板４３とは、第１実施形態と同様の構造で導通が取られている。
補強板４３の長手方向一端側の幅方向略中央には、当接部４３１が一体的に形成されている。補強板４３の長手方向略中央には、当該長手方向に直交する方向に突出した腕部４３２が一体的に形成されており、この腕部４３２の先端側には、前記長手方向と平行な方向に突出した被支持部４３３が一体的に形成されている。つまり、補強板４３の長手方向略中央には、腕部４３２および被支持部４３３により構成される略Ｔ字状の部材が設けられている。また、腕部４３２の先端側には、図３（Ｂ）に示すように、ねじ３４が挿通される孔４３２Ａが穿設されている。
各圧電素子２４は、図３（Ａ）に示すように、中央駆動電極２４１と、対称駆動電極２４２と、変位検出電極２４３とをそれぞれ備えている。また、補強板４３の表面に設けられた圧電素子２４の各電極２４１，２４２，２４３と、裏面に設けられた圧電素子２４の各電極２４１，２４２，２４３とは、補強板４３を介してそれぞれ対応する位置に配設されている。
【００４５】
回路形成部材４５１は、ポリイミド樹脂、その他の絶縁性材料から構成されている。この回路形成部材４５１の先端側には、支持部材５に固定される固定部４５１Ａが設けられており、この固定部４５１Ａには、ねじ３４が挿通される孔４５１Ｂが穿設されている。この回路形成部材４５１の裏面には、駆動制御回路を構成する駆動回路および検出制御回路を備えた図示しないＩＣと、前記駆動回路の配線パターン４５６および２本の配線パターン４５７と、前記検出制御回路の２本の配線パターン４５８とが設けられている。配線パターン４５６の孔４５１Ｂに対応する部分は、リング状に形成されている。このリング状部分は、孔４５１Ｂの外周に接しないように形成されており、これにより、図３（Ｂ）に示すように、ねじ３４との接触を防ぐことができる。
【００４６】
導通パターン形成部材４５２は、長手方向両端を対向させるように屈曲させた断面略Ｕ字状に形成されている。この導通パターン形成部材４５２の両端側には、支持部材５に固定される固定部４５２Ａが設けられており、この固定部４５２Ａには、ねじ３４が挿通される孔４５２Ｂが穿設されている。この導通パターン形成部材４５２は、支持部材５に固定されたときに、固定部４５２Ａの端縁４５２Ｃと圧電素子２４とが、当該圧電素子２４の略面内方向に離間するように、かつ、当該圧電素子２４の近傍に位置するように構成されている。
【００４７】
導通パターン４６，４７，４８は、銅等の導電性材料により略矩形箔状に形成されており、互いに接触しないようにそれぞれ対応する導通パターン形成部材４５２の外周面に設けられている。
【００４８】
導通パターン４６は、振動板４１の両面に設けられた中央駆動電極２４１同士を導通させ、これらと前記駆動回路とを電気的に接続するものである。この導通パターン４６は、図３（Ａ）における右斜め下の導通パターン形成部材４５２の外周面の長手方向に沿って、幅方向略中央に設けられている。この導通パターン４６の両端側は、固定部４５２Ａの端縁４５２Ｃから突出し中央駆動電極２４１側に延びるオーバーハング部４６１になっている。各オーバーハング部４６１の先端側には、中央駆動電極２４１の略中央つまり振動板４１の振動の節近傍にそれぞれ接合される突起部４６２が設けられている。導通パターン４６の孔４５１Ｂに対応する部分は、配線パターン４５６のリング状部分と同形状に形成されており、これにより、ねじ３４との接触を防ぐことができる。
【００４９】
導通パターン４７（４８）は、振動板４１の両面のそれぞれ対応する位置に設けられた対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）同士を導通させ、これらと前記駆動回路（前記検出制御回路）とを電気的に接続するものである。導通パターン４７（４８）は、両方の導通パターン形成部材４５２の外周面の長手方向に沿って、幅方向一端側（他端側）に設けられている。この導通パターン４７（４８）の両端側は、固定部４５２Ａの端縁４５２Ｃから突出し対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）側に延びるオーバーハング部４７１（４８１）になっている。各オーバーハング部４７１（４８１）の先端側には、対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）の中央駆動電極２４１の中心に近接する部分、つまり振動板４１の振動の節近傍に接合される突起部４７２（４８２）が設けられている。
【００５０】
図３（Ａ）における右斜め下の導通パターン形成部材４５２に設けられた導通パターン４６（４８）には、配線パターン４５７（４５６，４５７）との絶縁を取るための絶縁テープ４６３が貼り付けられている。また、左斜め上の導通パターン形成部材４５２に設けられた導通パターン４７にも、配線パターン４５８との絶縁を取るための図示しない絶縁テープが貼り付けられている。
なお、オーバーハング部４６１，４７１，４８１および突起部４６２，４７２，４８２の形状、突起部４６２，４７２，４８２と各電極２４１，２４２，２４３との接合方法は、第１実施形態のそれらと同様なので、ここでは説明を省略する。
【００５１】
支持部材５は、図３（Ａ）に示すように、金属製材料により略矩形平板状に形成された支持体５１と、この支持体５１の各隅部表面から当該表面と直交する方向に突出された振動板支持部５２，５３，５４，５５と、略矩形ブロック状の２つのスペーサ５６および４つのスペーサ５７とを備えている。支持体５１の長手方向両端側には、ねじ３４が螺合されるねじ孔５１１が穿設されている。スペーサ５６は、支持体５１に対する導通パターン形成部材４５２の高さ方向の位置決めをするものであり、ばね性および絶縁性を有する材料により構成されている。スペーサ５７は、導通パターン形成部材４５２に対する振動板４１の高さ方向の位置決めをするものであり、絶縁性材料により構成されている。また、スペーサ５６，５７にも、ねじ３４が挿通される孔５６Ａ，５７Ａが穿設されている。
【００５２】
以下には、圧電アクチュエータ４の支持部材５への取付構造について説明する。なお、支持部材５は、ここでは図示しないが、第１実施形態と同様の構造により基部１１に取り付けられている。
支持部材５の支持体５１の振動板支持部５２，５３が形成する空間、および、振動板支持部５４，５５が形成する空間には、図３（Ｂ）に示すように、スペーサ５６が載置されている。このスペーサ５６には、当該スペーサ５６と導通パターン４６，４７，４８とが対向するように、導通パターン形成部材４５２が載置されている。この導通パターン形成部材４５２の内周面が形成する空間には、補強板４３の腕部４３２が配置され、この腕部４３２の表裏面には、スペーサ５７が配置されている。ここで、図３（Ａ）に示すように、補強板４３の被支持部４３３は、振動板支持部５２，５３，５４，５５に当接されている。これにより、補強板４３は、被支持部４３３、振動板支持部５２，５３，５４，５５、および支持体５１を介して接地している。導通パターン形成部材４５２の図３（Ｂ）における上側の外周面には、導通パターン４６，４７，４８と配線パターン４５６，４５７，４５８とを接触させるように回路形成部材４５１が載置されている。これにより、各電極２４１，２４２，２４３と、これら各電極２４１，２４２，２４３に対応する前記駆動回路または前記検出制御回路とが電気的に接続される。この回路形成部材４５１には、固定部４５１Ａに均等に圧力をかけるためのワッシャ５８が載置されている。これらの回路形成部材４５１、導通パターン形成部材４５２、スペーサ５６，５７は、ねじ３４により、支持体５１に固定されている。ここで、スペーサ５６はばね性を有しているので、ねじ３４を螺合する際に、回路形成部材４５１を導通パターン形成部材４５２に押し付けることができ、導通パターン４６，４７，４８と配線パターン４５６，４５７，４５８とを確実に接触させることができる。さらに、被支持部４３３と、振動板支持部５２，５３，５４，５５とを確実に接触させることができる。
【００５３】
このような第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（６）の効果に加え、以下に示す効果がある。
（８）振動板４１の両面の圧電素子２４における、互いに対応する位置に設けられた各電極２４１，２４２，２４３間の導通を、１つの導通パターン形成部４５２に設けられた導通パターン４６，４７，４８の両端側の突起部４６２，４７２，４８２と、当該各電極２４１，２４２，２４３とを接触させることで取ることができるので、部材コストを削減できる。
【００５４】
［第３実施形態］
図４には、第３実施形態にかかる駆動装置１３を有する時計の日付表示機構１４の要部の拡大平面図が示されている。この駆動装置１３は、円盤状（図４では、一部のみ図示）の基部１５と、この基部１５の外周に回転可能に設けられた環状平板状に形成された日車１６と、電圧が印加されることで振動し日車１６を駆動する圧電アクチュエータ６と、この圧電アクチュエータ６を支持する支持部材７とを備えている。日車１６は、日付を表示するものであり、表面には日付が描かれている。
なお、図示はしないが、この日付表示機構１４は、時計のケースに収納され、日車１６の一部が文字板に形成された窓から視認可能となっている。
【００５５】
図５（Ａ）には、圧電アクチュエータ６および支持部材７の斜視図が示されている。図５（Ｂ）には、導通パターン６６の拡大断面図が示されている。この図５（Ｂ）に示された導通パターン６６は、これらの構造を理解しやすくするために誇張して描かれており、実際にこれらの部材は厚さ数ミクロンに形成されている。
【００５６】
圧電アクチュエータ６は、図５（Ａ）に示すように、振動板６１と、２つの導通基板６５とを備えている。
【００５７】
振動板６１は、略矩形平板状に形成された補強板６３と、２つの略矩形状の圧電素子６４とを備えている。
補強板６３の長手方向一端側の幅方向略中央には、当接部６３１が一体的に形成されている。補強板６３の長手方向略中央には、当該長手方向に直交する方向に突出した腕部６３２が設けられ、この腕部６３２の先端側には、環状の取付部６３３が設けられている。取付部６３３には、図５（Ｂ）に示すように、ねじ３４が挿通される孔６３３Ａが設けられている。補強板６３は、図４に示すように、当接部６３１の先端が日車１６の内周に接するように、かつ、前記内周の接線方向にほぼ直角に（つまり径方向に沿うように）配置されている。
【００５８】
圧電素子６４は、第１実施形態の圧電素子２４と同じ材料により形成されている。圧電素子６４の寸法や厚さは、振動板６１に励振される縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比が、１．００よりも大きく１．０３よりも小さくなるように設定されている。また、圧電素子６４の長辺の長さを１としたときに短辺の長さが、０．２７４となるように形成されている。圧電素子６４は、分極処理のみが施されており、補強板６３の両面に接着されている。ここで、補強板６３と圧電素子６４との接着面には、図示しない接着層が形成されるが、当該両者の表面にはそれぞれ微視的に凹凸が形成されており、この凹凸部分がランダムに接触することにより補強板６３と圧電素子６４とが導通している。なお、接着剤は、硬度や耐久性の面を考慮して様々な系の接着剤を用いることができる。
【００５９】
導通基板６５は、ポリイミド樹脂、その他の絶縁性材料から構成され、図示しない時計制御回路に接続されている。導通基板６５は、略矩形状の回路形成部６５１と、この回路形成部６５１の長手方向両端から当該長手方向と直交する方向に延出した導通パターン形成部６５２とを備えている。導通基板６５は、支持部材７に固定されたときに、導通パターン形成部６５２の固定部６５２Ａと圧電素子６４とが、当該圧電素子６４の略面内方向に離間するように、かつ、当該導通パターン形成部６５２が当該圧電素子６４の近傍に位置するように構成されている。
【００６０】
各導通パターン形成部６５２には、銅等の導電性材料により箔状に形成された導通パターン６６，６７，６８が、互いに接触しないようにそれぞれ対応する導通パターン形成部６５２の振動板６１に対向する面に設けられている。各導通パターン形成部６５２の長手方向（突出方向）先端側には、支持部材７に固定される固定部６５２Ａが設けられており、この固定部６５２Ａには、図５（Ｂ）に示すように、ねじ３４が挿通される孔６５２Ｃが穿設されている。
このような構成を有する導通基板６５は、振動板６１の表面側および裏面側に１つずつ設けられている。
【００６１】
導通パターン６６は、図５（Ａ）における右斜め下の導通パターン形成部６５２の長手方向に沿って、幅方向略中央に設けられている。導通パターン６６は、一端側が前記駆動回路の図示しない配線パターンと一体的に形成され、先端側が導通パターン形成部６５２の固定部６５２Ａで振動板６１方向に屈曲している。導通パターン６６の先端側には、当該導通パターン形成部６５２の端縁６５２Ｂから突出し圧電素子６４側に延びる基端部６６１と、電極部としての中央駆動電極部６６２とが設けられている。基端部６６１および中央駆動電極部６６２は、図５（Ｂ）に示すように、略等しい厚さに形成されている。中央駆動電極部６６２は、図４に示すように、圧電素子６４の表面を幅方向にほぼ三等分したうちの中央の部分に、後述する方法により接着されている。この中央駆動電極部６６２と基端部６６１との結合部は、中央駆動電極部６６２の幅方向一端側の長手方向略中央、つまり振動板６１の振動の節近傍に設けられている。導通パターン６６の孔６５２Ｃに対応する部分は、リング状に形成されている。このリング状部分は、孔６５２Ｃの外周に接しないように形成されており、これにより、図５（Ｂ）に示すように、ねじ３４との接触を防ぐことができる。
【００６２】
導通パターン６７（６８）は、両方の導通パターン形成部６５２の長手方向に沿って、幅方向一端側（他端側）に設けられている。導通パターン６７（６８）は、一端側が前記駆動回路（前記検出制御回路）の図示しない配線パターンと一体的に形成され、先端側が導通パターン形成部６５２の固定部６５２Ａで振動板６１方向に屈曲している。導通パターン６７（６８）の先端側には、当該導通パターン形成部６５２の端縁６５２Ｂから突出し圧電素子６４側に延びる基端部６７１（６８１）と、電極部としての対称駆動電極部６７２（変位検出電極部６８２）とが設けられている。基端部６７１（６８１）および対称駆動電極部６７２（変位検出電極部６８２）は、略等しい厚さに形成されている。対称駆動電極部６７２（変位検出電極部６８２）は、圧電素子６４の表面を幅方向にほぼ三等分したうちの両側の部分を、さらに長手方向にほぼ二等分したうちの、図４における左上部分（左下部分）および右下部分（右上部分）に、後述する方法により接着されている。対称駆動電極部６７２（変位検出電極部６８２）と基端部６７１（６８１）との結合部は、当該対称駆動電極部６７２（変位検出電極部６８２）における圧電素子６４の長手方向略中央に位置する部分、つまり振動板６１の振動の節近傍に設けられている。
なお、振動板６１の表面側に設けられた圧電素子６４の各電極部６６２，６７２，６８２と、裏面側に設けられた圧電素子６４の各電極部６６２，６７２，６８２とは、補強板６３を介してそれぞれ対応する位置に配設されている。
また、基端部６６１，６７１，６８１および各電極部６６２，６７２，６８２により、本発明のオーバーハング部が構成されている。
【００６３】
支持部材７は、図５（Ａ）に示すように、断面凹形状に形成された支持体７１と４つのスペーサ７２とを備えている。支持体７１の凹形状の突出部分は、固定部７１１であり、この固定部７１１の略中央には、図５（Ｂ）に示すように、ねじ３４が螺合されるねじ孔７１１Ａが穿設されている。スペーサ７２は、支持体７１に対する振動板６１および導通基板６５の高さ方向の位置決めをするものであり、絶縁性材料により圧電素子６４と略等しい厚さに形成されている。スペーサ７２は、補強板６３の腕部６３２および取付部６３３と略同一形状を有する凸部７２１および環状部７２２を備えている。凸部７２１は、スペーサ７２が固定部７１１に固定されたときに、圧電素子６４と離間するように、かつ、腕部６３２に接する面の一部が切り欠かれた形状に形成されている。環状部７２２には、ねじ３４が挿通される孔７２２Ａが設けられている。
【００６４】
以下には、圧電アクチュエータ６および支持部材７の、基部１５への取付構造について説明する。
支持部材７の支持体７１は、図４に示すように基部１５に取り付けられている。ここで支持体７１は、図示しないねじにより基部１５に取り付けられている。支持体７１の固定部７１１には、図５（Ｂ）に示すように、導通パターン６６，６７，６８が上側になるように導通パターン形成部６５２が載置され、この導通パターン形成部６５２には、スペーサ７２を介して補強板６３の取付部６３３が載置されている。この取付部６３３には、スペーサ７２を介して導通パターン６６，６７，６８が下側になるように導通パターン形成部６５２が載置されている。これらの各導通パターン形成部６５２、各スペーサ７２、取付部６３３は、ねじ３４により、支持体７１に固定されている。
【００６５】
このような日付表示機構１４は、以下のように動作する。
日付表示機構１４には、指針の位置を検出する図示しないセンサが設けられており、このセンサが２４時間毎に中央駆動電極部６６２、対称駆動電極部６７２に電圧を印加する。各電極部６６２，６６３に電圧が印加されると、振動板６１は、第１実施形態と同様に楕円軌道を描いて振動し、日付表示が一日分送られるように日車１６を駆動する。これにより、時計の外部からは日付が変更されて表示されることとなる。
【００６６】
各電極部６６２，６７２，６８２を、圧電素子６４に形成する方法を図６（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
図６（Ａ）に示すように、導体膜としての銅箔で形成した各電極部６６２，６７２，６８２（導通パターン６６，６７，６８）を、シートとしてのポリイミドシート８０に接着剤で仮接着する。このポリイミドシート８０におけるスペーサ７２の孔７２２Ａ（補強板６３の孔６３３Ａ）に対応する位置には、各電極部６６２，６７２，６８２を圧電素子６４に対して位置決めするための位置決め孔８１が設けられている。図示しない治具に、圧電素子６４が接着された補強板６３を載置した後、圧電素子６４の表面に、前記仮接着に用いた接着剤よりも接着強度が強いエポキシ系接着剤を塗布し、スキージ等で薄く伸ばすことにより接着層８２を形成する。このように接着層８２を形成する接着剤の接着強度を、前記仮接着に用いた接着剤のそれよりも強くすることにより、接着層８２が硬化した後ポリイミドシート８０のみを容易に取り除くことができる。なお、ここではエポキシ系接着剤を用いたが、これに限らず硬化後の硬度、振動板６１の振動に与える影響、硬化の際に加える熱量、接着剤を薄く伸ばす作業性等を考慮して、他の接着剤を用いても良い。
図６（Ｂ）に示すように、ポリイミドシート８０を、接着層８２と各電極部６６２，６７２，６８２とを密着させるように、かつ、孔７２２Ａと位置決め孔８１とを対応させるように、圧電素子６４の表面に貼り付ける。
接着層８２が硬化した後、図６（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ポリイミドシート８０を圧電素子６４の表面から全て取り除くことで、圧電素子６４の表面に各電極部６６２，６７２，６８２が形成される。
なお、ここでは、ポリイミドシート８０を機械的に取り除いたが、たとえばポリイミドシート８０のみをレーザで焼き飛ばす手段や、圧電素子６４や各電極部６６２，６７２，６８２を破壊したり劣化させないような他の方法を用いても良い。
【００６７】
このような第３実施形態によれば、第１実施形態の（５）〜（７）の効果に加え、以下に示す効果がある。
（９）圧電素子６４の中央駆動電極部６６２、対称駆動電極部６７２、変位検出電極部６８２を、導通パターン６６，６７，６８のオーバーハング部により形成するので、第１，２実施形態のように圧電素子６４の各電極部６６２，６７２，６８２とオーバーハング部とを接合する工程を省くことができ、製造コストを削減できる。
【００６８】
（１０）基端部６６１，６７１，６８１と各電極部６６２，６７２，６８２との結合部を、振動板６１の振動の節近傍に設けているので、振動板６１が振動したときの基端部６６１，６７１，６８１の振動を抑えることができる。したがって、振動板６１の振動により基端部６６１，６７１，６８１が切断することがなく、剛性を有さない箔状の基端部６６１，６７１，６８１でも駆動制御回路と圧電素子６４との導通を確実に取ることができる。また、基端部６６１，６７１，６８１が切断することがないので、圧電素子６４と導通基板６５とを密着させる必要がない。したがって、振動板６１が振動しても、圧電素子６４と導通基板６５とが接触することがないため、振動板６１の振動の減衰を抑えることができ、圧電アクチュエータ６のエネルギー効率を向上させることができる。
【００６９】
（１１）各電極部６６２，６７２，６８２（導通パターン６６，６７，６８）をポリイミドシート８０上に導体膜で形成し、当該各電極部６６２，６７２，６８２と当該圧電素子６４とが対向するように当該ポリイミドシート８０を当該圧電素子６４の表面に貼り付けた後、当該ポリイミドシート８０のみを当該圧電素子６４から取り除くことで当該表面に当該各電極部６６２，６７２，６８２を形成するので、圧電素子６４に各電極部６６２，６７２，６８２を形成する際に、メッキやエッチング等の手段を用いる必要がなく、製造コストを削減できる。
【００７０】
なお、本発明は前記各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、次に示すような変形例も適用されるものである。
たとえば、第１実施形態では、両方の導通パターン形成部２５２の端縁２５２Ｂから突出したオーバーハング部２７１（２８１）を用いて、圧電素子２４に設けられた２つの対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）と前記駆動回路（前記検出制御回路）との導通を取っていたが、オーバーハング部２７１（２８１）を、図７に示すような構成にしても良い。このオーバーハング部２７１（２８１）は、略Ｌ字状に形成されその長手方向に沿って、それぞれの対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）に接合される２つの突起部２７２（２８２）が設けられている。そして、両突起部２７２（２８２）の間には、圧電素子２４から離間するように湾曲した湾曲部２７３（２８３）が設けられている。
このような構成にすれば、圧電素子２４の同一面内に設けられた隣接しない対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）同士を電気的に接合する際に、当該対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）間に配設された絶縁されるべき電極等を跨いで導通が取ることができるので、絶縁のための特別な手段や処理を施す必要がなくなる。また、隣接しない対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）との導通を、１つのオーバーハング部２７１（２８１）で取ることができるので、部材コストを削減できる。
【００７１】
第１実施形態では、オーバーハング部２６１の幅を、溝２４Ｂ幅よりも狭く形成することで、導通パターン２６と、対称駆動電極２４２および変位検出電極２４３との接触を防いだが、図８に示すように、導通パターン２６，２７，２８とスペーサ３２の表面との間に導通基板２５を設け、当該導通基板２５の固定部２５２Ａを中央駆動電極２４１の上方まで延設させるような構成としても良い。
このような構成にすれば、オーバーハング部２６１と対称駆動電極２４２および変位検出電極２４３との間に絶縁体である固定部２５２Ａが設けられるので、導通パターン２６と当該電極２４２，２４３との接触をより確実に防ぐことができる。
【００７２】
第１実施形態では、圧電素子２４の表面に、２つの対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）を互いに電気的に絶縁されるように形成したが、図９に示すように、２つの対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）を電気的に接続する接続部２４２Ａ（２４３Ａ）を、一体的に形成しても良い。
このような構成にすれば、隣接しない対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）との導通を、１つのオーバーハング部２７１（２８１）で取ることができるので、部材コストを削減できる。
また、このような構成の圧電素子２４を用いれば、図１０に示すように、当該圧電素子２４を補強板２３の両面に設けたときにも、圧電素子２４の幅方向両端側から１つずつのオーバーハング部２６１（２７１，２８１）を突出させることで対応できる。
【００７３】
第２実施形態では、振動板４１の両面に設けられた圧電素子２４の、互いに対応する位置の各電極２４１，２４２，２４３間の導通を、断面略Ｕ字状の導通パターン形成部材４５２の外周面に導通パターン４６，４７，４８を設けることで取っていたが、たとえば図１１，１２に示すような構成としても良い。
図１１には、振動板４１の取付部分の分解斜視図が、図１２には、当該取付部分の断面図が示されている。
この構成では、図１１に示すように、補強板４３の腕部４３２の先端側には、環状の取付部４３４が設けられており、この取付部４３４には、ねじ３４が挿通される孔４３４Ａが設けられている。
支持体５１は、ここでは図示しないが断面凹形状に形成されており、この凹形状の突出部分には固定部５１２が設けられている。この固定部５１２には、ねじ３４が螺合されるねじ孔５１２Ａと、支持体５１に対する導通パターン形成部材４５５（後述）の高さ方向の位置決めをする凸部５１２Ｂとが設けられている。導通パターン４６，４７，４８は、ねじ３４が挿通される孔４５４Ａを有する略方形板状の導通パターン形成部材４５４と、固定部５１２が係合される係合孔４５５Ａを有する略方形板状の導通パターン形成部材４５５とを、所定間隔離して連続的に保持するように設けられている。この所定間隔は、図１２に示すように、導通パターン形成部材４５４，４５５を支持体５１に固定したときに、導通パターン形成部材４５４，４５５間の導通パターン４６，４７，４８が、略Ｕ字に曲げられるように設定されている。導通パターン４６，４７，４８の両端側は、導通パターン形成部材４５４の端縁４５４Ｂおよび導通パターン形成部材４５５の端縁４５５Ｂからそれぞれ突出したオーバーハング部４６１，４７１，４８１になっている。導通パターン形成部材４５４に設けられた導通パターン４６（４８）には、配線パターン４５７（４５６，４５７）との絶縁を取るための絶縁テープ４６３が貼り付けられている。
【００７４】
以下には、振動板４１の支持部材５への取付構造について説明する。
固定部５１２には、導通パターン４６，４７，４８が下側になるように、導通パターン形成部材４５５が係合されている。このとき、固定部５１２の凸部５１２Ｂにより、導通パターン形成部材４５５の高さ方向の位置決めがされている。固定部５１２には、取付部４３４が載置され、さらにスペーサ５７を介して、導通パターン４６，４７，４８が上側になるように導通パターン形成部材４５４が載置されている。導通パターン形成部材４５４には、導通パターン４６，４７，４８と配線パターン４５６，４５７，４５８とが接触するように回路形成部材４５１が載置されている。これらの回路形成部材４５１、導通パターン形成部材４５４，４５５、スペーサ５７、取付部４３４は、ねじ３４により支持体５１に固定されている。さらに、上側の中央駆動電極２４１および突起部４６２の接合点Ｐ１と、下側の中央駆動電極２４１および突起部４６２の接合点Ｐ２とが、図１２における断面視でずれるように構成されている。
このような構成にすれば、固定部５１２と補強板４３の取付部４３４が当接しているので、ばね性および絶縁性を有するスペーサ５６を用いたり、補強板４３に腕部４３２および被支持部４３３により構成される略Ｔ字状の部材を設けたりしなくても、補強板４３と支持体５１との導通、導通パターン４６，４７，４８と配線パターン４５６，４５７，４５８との導通、および、導通パターン４６，４７，４８と支持体との絶縁を確保しながら、振動板４１を支持部材５に固定できる。さらに、接合点Ｐ１と接合点Ｐ２とが断面視でずれているので、たとえば上側の中央駆動電極２４１と突起部４６２とを接合点Ｐ１において圧着や超音波ボンディングで接合する際に、断面視でこの接合点Ｐ１の裏側を治具等で受けることができるので、突起部４６２を中央駆動電極２４１に押し付けることができ、接合の接着強度を出すことができる。
【００７５】
第３実施形態では、基端部６６１，６７１，６８１の、圧電素子６４とスペーサ７２とが形成する隙間に対応する部分を直線状に形成したが、図１３（Ａ）に示すように、Ｓ状に形成しても良い。このようにすれば、基端部６６１，６７１，６８１の前記部分に、ばね性を持たせることができるので振動板６１の振動による切断を抑えることができる。なお、前記部分の形状はＳ状に限定されず、ばね性を有する他の形状に形成しても良い。さらに、ばね性を持たせるためのＳ字形状部と、電極部６６２，６７２，６８２や導通パターン６６，６７，６８とのつなぎ目を、平面視でフィレットを備えた形状にすると、応力集中による切断が防げ、圧電アクチュエータ６の信頼性を向上させることができる。
また、第３実施形態では、基端部６６１，６７１，６８１と、各電極部６６２，６７２，６８２とを略等しい厚さに形成したが、図１３（Ｂ）に示すように、基端部６６１，６７１，６８１を、各電極部６６２，６７２，６８２よりも厚く形成しても良い。このような構成にすれば、基端部６６１，６７１，６８１が切断しにくくなるので、各電極部６６２，６７２，６８２と前記駆動制御回路との導通を確実に取ることができる。また、当該基端部６６１，６７１，６８１の電気抵抗が下がるので、大きなエネルギーを入力でき、圧電アクチュエータ６の大出力化、駆動効率向上が可能となる。また、振動板６１の振動を減衰させる各電極部６６２，６７２，６８２の影響を低減できるので、圧電アクチュエータ６のエネルギー効率が向上する。
なお、図１３（Ａ），（Ｂ）に示された、基端部６６１，６７１，６８１および各電極部６６２，６７２，６８２は、構造を理解しやすくするために誇張して記載したものであり、実際にこれらの部材は各電極部６６２，６７２，６８２が厚さ数ミクロンに、基端部６６１，６７１，６８１が各電極部６６２，６７２，６８２の厚さよりも数〜数十ミクロン厚く形成されている。
【００７６】
第３実施形態では、各電極部６６２，６７２，６８２を圧電素子６４に形成する際に、ポリイミドシート８０に接着された各電極部６６２，６７２，６８２を圧電素子６４に接着した後、ポリイミドシート８０を全て取り除いたが、ポリイミドシート８０に導通基板６５としての機能を持たせ、基端部６６１，６７１，６８１および各電極部６６２，６７２，６８２に対応する部分のポリイミドシート８０のみを取り除く方法を用いても良い。このような方法を用いれば、圧電アクチュエータ６の製造工程を減らすことができる。また、このような方法を用いた場合、更にポリイミドシート８０のスペーサ７２に対応する部分を帯状に形成すれば、この部分のばね性で振動板６１の当接部６３１を日車１６に押し付けることができ、部材コストおよび製造コストを削減できる。また、このような電極形成方法で、図９２のような電極パターンを形成しても良い。
【００７７】
本発明を実施するための最良の構成、方法等は、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動装置の圧電アクチュエータに用いられている箔状の導通パターンのオーバーハング部と、圧電素子の各電極とを接触させることで、導通パターンと各電極との導通が取られているので、オーバーハング部と各電極とを接合させるときには、半田付けではなく熱溶着や超音波溶接等を用いることができる。そして、これらの作業の際に、オーバーハング部と各電極との結合部に加わる熱は、半田付け時のそれに比べて低いので、各圧電素子を劣化させることがなく、圧電アクチュエータの生産性を向上させることができる。
さらに、前記結合部には半田のような重みがある部材が設けられず、さらにオーバーハング部は箔状に形成されているので、導線のような抗力を有していない。したがって、オーバーハング部と各電極とを接合しても、振動板の振動が外的要因により減衰することがなく、圧電アクチュエータのエネルギー効率を向上させることができる。
そして、オーバーハング部は箔状に形成されていることにより柔軟性を有しているので、振動板の振動によりオーバーハング部が切断することがなく、圧電アクチュエータの信頼性を向上させることができる。
オーバーハング部は箔状に形成されているため厚さが薄く、さらに圧電アクチュエータの厚みを増す要因の半田や導線を設けていないので、圧電アクチュエータを薄型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る駆動装置の平面図。
【図２】第１実施形態に係る駆動装置の圧電アクチュエータを示す図。
【図３】第２実施形態に係る駆動装置の圧電アクチュエータを示す図。
【図４】第３実施形態に係る時計の日付表示機構の要部の平面図。
【図５】第３実施形態に係る圧電アクチュエータを示す図。
【図６】第３実施形態に係る圧電アクチュエータの製造方法を示す図。
【図７】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図８】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図９】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図１０】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図１１】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図１２】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図１３】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【符号の説明】
１０，１３…駆動装置（装置）、２１，４１，６１…振動板、２４，６４…圧電素子、２５，６５…導通基板、２６，２７，２８，４６，４７，４８，６６，６７，６８…導通パターン、８０…ポリイミドシート（シート）、２４１…中央駆動電極（電極）、２４２…対称駆動電極（電極）、２４３…変位検出電極（電極）、２５２Ｂ，４５２Ｃ，４５４Ｂ，４５５Ｂ，６５２Ｂ…端縁、２６１，２７１，２８１，４６１，４７１，４８１…オーバーハング部、２６２，２７２，２８２，４６２，４７２，４８２…突起部、２７３…湾曲部、４５２…導通パターン形成部材（導通基板）、４５６，４５７，４５８…配線パターン、６６２…中央駆動電極部（電極部、オーバーハング部）、６７２…対称駆動電極部（電極部、オーバーハング部）、６８２…変位検出電極部（電極部、オーバーハング部）、６６１，６７１，６８１…基端部（オーバーハング部）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子の変位（振動）で被駆動体を駆動する圧電アクチュエータ、これを備えた装置、および圧電アクチュエータの製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、圧電素子の変位で被駆動体を駆動する圧電アクチュエータを備えた装置が知られている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
特許文献１および特許文献２の装置では、圧電アクチュエータの圧電素子に設けられた電極と、圧電アクチュエータを駆動させる駆動回路等とを導線（ウメレット線）により電気的に結合している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１１１９９１号公報（［００６５］〜［００６７］、図６および図７）
【特許文献２】
特開２００２−２２３５７６号公報（［００３３］〜［００５４］、図６および図１３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１および特許文献２の圧電アクチュエータのように、圧電素子に設けられた電極と駆動回路等とを導線等により電気的に結合する際には、一般的には半田付けによる結合手段が用いられる。しかし、このような手段を用いると、溶融した半田が電極上に付着し、当該半田の熱により当該圧電素子が劣化するため、圧電アクチュエータの性能や生産性が低下する問題がある。また、圧電アクチュエータの振動が、半田の重みや当該振動に対する導線の抗力により減衰してしまい、圧電アクチュエータのエネルギー効率が低下する問題がある。また、圧電アクチュエータの振動により導線が振動することで、当該導線が断線してしまい、圧電アクチュエータの信頼性が低下する問題がある。
特許文献２の装置では、装置（圧電アクチュエータ）を薄型化できることが効果として挙げられているが、半田の盛り上がり、半田付けされた部分を保護するために設けられる硬化樹脂の厚み、さらには、導線の外径等により装置としての厚みが増してしまうため、薄型化するには限界があった。
【０００５】
本発明は、生産性、エネルギー効率、信頼性を向上させることができ、かつ薄型化を図ることができる圧電アクチュエータ、これを備えた装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、前述の目的に加えて圧電素子の電極と駆動回路等とを接合する工程を省くことができ、かつ、製造コストの削減が図れる圧電アクチュエータの製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電極が形成された圧電素子を有する振動板と、前記電極に導通される箔状の導通パターンを有する導通基板とを備え、この導通基板には、前記導通パターンの一部を当該導通基板の端縁から突出させたオーバーハング部が設けられ、このオーバーハング部と前記電極とが接触していることを特徴とする圧電アクチュエータである。
この発明によれば、箔状の導通パターンのオーバーハング部と圧電素子の電極とを接触させることで、当該導通パターンと当該電極との導通を取るので、必要に応じて当該オーバーハング部と当該電極を結合させるときには、結合手段としては半田付けではなく、たとえば超音波溶着等を用いれば良い。そして、この超音波溶着の際に、前記オーバーハング部と前記電極との結合部に加わる熱は、半田付け時のそれに比べて低いので、当該電極が劣化することがなく、圧電アクチュエータの生産性が向上する。
さらに、前記結合部には半田のような重みがある部材が設けられず、さらに前記オーバーハング部（導通パターン）は箔状に形成されているため、導線のような抗力を有していない。したがって、前記オーバーハング部と前記電極との結合を行っても、振動板の振動が外的要因により減衰することがなく、圧電アクチュエータのエネルギー効率が向上する。
そして、前記オーバーハング部は箔状に形成されていることにより柔軟性を有しているので、振動板の振動により当該オーバーハング部が切断することがなく、圧電アクチュエータの信頼性が向上する。
前記オーバーハング部は箔状に形成されているため厚さが薄く、さらに圧電アクチュエータの厚みを増す要因の半田や導線を設けていないので、圧電アクチュエータの薄型化が図れる。
【０００７】
本発明では、前記圧電素子は、前記振動板の両面に設けられ、一方の面に設けられた圧電素子の電極と、他方の面に設けられた圧電素子の電極との導通を、１つの前記導通基板で取ることが望ましい。
この発明によれば、振動板の一方の面に設けられた圧電素子の電極と、他方の面に設けられた圧電素子の電極との導通を、１つの導通パターンで取る構成とするので、部材コストの削減が図れる。
【０００８】
本発明では、前記オーバーハング部の表面には、前記電極側に突出した突起部が設けられていることが望ましい。
この発明によれば、オーバーハング部の表面に、圧電素子の電極側に突出した突起部を設けるので、当該オーバーハング部がねじれたり撓んだりしても、当該突起部は常に当該電極に接触している。したがって、前記突起部を前記電極に必要に応じて圧着や溶着する際に、たとえば器機類の振動によって、当該両者が離れることがないので、圧着や溶着の作業が容易になる。
【０００９】
本発明では、前記オーバーハング部の長手方向の途中には、前記圧電素子から離間するように湾曲した湾曲部が設けられていることが望ましい。
この発明によれば、オーバーハング部の長手方向の途中に、圧電素子から離間するように湾曲した湾曲部を設けるので、当該圧電素子の同一面内に設けられた複数の電極のうち、隣接しない電極同士を電気的に接合する際に、接合される電極間に配設された絶縁されるべき電極等を跨いで導通が取れるようになり、絶縁のために特別な手段や処理を施す必要がない。また、１つの導通パターンで同一面内に設けられた複数の電極の導通を取ることができ、部材コストの削減が図れる。
【００１０】
本発明では、前記オーバーハング部の前記電極と接触する部分、および前記電極の前記オーバーハング部と接触する部分のうち、少なくとも一方に微小な凹凸部を設けることが望ましい。
この発明によれば、オーバーハング部における圧電素子の電極と接触する導通パターン接触部分、および、当該電極の当該オーバーハング部と接触される電極接触部分のうち、少なくとも一方に微小な凹凸部を設けるので、この両者を接触させると、当該凹凸部が当該導通パターン接触部分および／または当該電極接触部分に突き刺さるような構成となり、前記オーバーハング部と前記電極との導通が確実に取れる。
【００１１】
本発明では、前記オーバーハング部と前記電極とは、前記振動板の振動の節近傍で接触していることが望ましい。
この発明によれば、オーバーハング部と圧電素子の電極とを、振動板の振動の節近傍で接触させるので、当該振動板が振動したときの当該オーバーハング部の振動が抑えられる。したがって、振動板の振動により前記オーバーハング部が切断することがないので、剛性を有さない箔状の導通パターンでも駆動制御回路と圧電素子との導通が確実に取れる。また、前記オーバーハング部が切断することがないので、圧電素子と導通基板とを密着させる必要がない。このため、振動板が振動しても、当該圧電素子と当該導通基板とが接触することがないから、振動板の振動の減衰が抑えられ、圧電アクチュエータのエネルギー効率が向上する。
【００１２】
本発明では、前記電極は、前記オーバーハング部によって形成されていることが望ましい。
この発明によれば、圧電素子の電極を、オーバーハング部により形成するので、圧電素子の電極とオーバーハング部とを接合する工程が不要になる。
【００１３】
本発明では、前記オーバーハング部は、前記電極に相当する電極部と、前記導通基板の端縁から突出して当該電極部にわたって設けられた基端部とで構成され、この基端部は、当該電極部よりも厚く形成されていることが望ましい。
この発明によれば、オーバーハング部を、電極に相当する電極部と、導通基板の端縁から突出して当該電極部にわたって設けられる基端部とで構成し、この基端部を当該電極部よりも厚く形成するので、当該基端部が切断しにくくなるとともに、当該導通パターンの電気抵抗が下がり、大きなエネルギーを入力できる。したがって、圧電アクチュエータの信頼性向上、大出力化、駆動効率向上が可能になる。また、圧電素子の振動を減衰させる電極の影響が低減するため、圧電アクチュエータのエネルギー効率が向上する。
【００１４】
本発明では、前記電極部と前記基端部とは、前記振動板の振動の節近傍で結合していることが望ましい。
この発明によれば、電極部と基端部とを、振動板の振動の節近傍で結合させるので、当該振動板が振動したときの当該基端部の振動が抑えられる。したがって、振動板の振動により前記基端部が切断することがないので、剛性を有さない箔状の導通パターンでも駆動制御回路と圧電素子との導通を確実に取れる。また、前記基端部が切断することがなく、導通基板を圧電素子の近傍に設ける必要がないので、当該導通基板と当該圧電素子とが接触することがなく、振動板の振動の減衰が抑えられ、圧電アクチュエータのエネルギー効率が向上する。
【００１５】
本発明では、前記圧電素子と前記導通基板の端縁とは、当該圧電素子の略面内方向に離間していることが望ましい。
この発明によれば、圧電素子（振動板）と導通基板とを、当該圧電素子の略面内方向に離間させるので、振動板の振動により当該圧電素子と当該導通基板とが接触することがなく、また、当該圧電素子と当該導通基板との間には、柔軟性を有する箔状の導通パターンのみが存在するので、当該振動により当該導通パターンに抗力が生じることがない。したがって、振動板の振動の減衰がより確実に抑えられるとともに、圧電アクチュエータのエネルギー効率が向上する。
【００１６】
本発明では、前記導通基板は、前記圧電素子の近傍に固定されていることが望ましい。
この発明によれば、導通基板を、圧電素子の近傍に固定するので、振動板が振動しても、この振動が当該導通基板に伝わることがなく導通パターンが振動しないので、当該振動による導通パターンの切断を抑えられる。したがって、圧電アクチュエータの小型化が図れるとともに、圧電アクチュエータの信頼性が向上する。
【００１７】
本発明では、前記導通パターンは、駆動制御回路の配線パターンと一体的に形成されていることが望ましい。
この発明によれば、導通パターンを、駆動制御回路の配線パターンと一体的に形成するので、圧電アクチュエータの製造が容易になり生産性が向上するとともに、当該導通パターンと当該配線パターンとを別々に設けた際に問題となる両者間の接触不良が生じにくくなり、圧電アクチュエータの信頼性が向上する。
【００１８】
本発明の装置は、前述の圧電アクチュエータを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、前述の圧電アクチュエータを備えているので、前述のような効果を奏する装置の提供が可能になる。
【００１９】
本発明の圧電アクチュエータの製造方法は、電極が形成された圧電素子を有する振動板と、前記電極に導通される箔状の導通パターンを有する導通基板とを備え、この導通基板には、前記導通パターンの一部を当該導通基板の端縁から突出させたオーバーハング部が設けられているとともに、前記電極が当該オーバーハング部によって形成されている圧電アクチュエータを製造するための圧電アクチュエータの製造方法であって、導体膜をシート上に形成しておき、この導体膜と前記圧電素子とが対向するように当該シートを当該圧電素子の表面に貼り付けた後、当該シートのみを当該圧電素子から取り除くことで当該表面に前記導体膜による前記電極を形成することを特徴とする。
この発明によれば、導通パターンの一部であるオーバーハング部により形成され圧電素子に設けられる電極をシート上に導体膜で形成し、この導体膜と当該圧電素子とが対向するように当該シートを当該圧電素子の表面に貼り付けた後、当該シートのみを当該圧電素子から取り除くことで当該表面に前記導体膜による前記電極を形成するので、前記オーバーハング部と前記電極とを、接合する工程が不要になる。さらに、圧電素子に電極を形成する際に、メッキやエッチング等の手段を用いる必要がなく、製造コストの削減が図れる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第２実施形態以降の実施形態において、第１実施形態の構成部品と同じ部品および同様の機能を有する部品については、同一符号または同一名称を付しその説明を省略もしくは簡略化する。
【００２１】
［第１実施形態］
図１には、第１実施形態にかかる駆動装置１０の平面図が示されている。この駆動装置１０は、円盤状の基部１１と、この基部１１の外周に複数のボール１２Ａを介して回転可能に設けられた環状の被駆動体１２と、電圧が印加されることで振動し、この振動で被駆動体１２を駆動する圧電アクチュエータ２と、この圧電アクチュエータ２を支持する支持部材３とを備えている。これらの構成のうち、圧電アクチュエータ２は、図２（Ａ）に示すように、振動板２１と、導通基板２５とを備えている。
【００２２】
振動板２１は、略矩形平板状に形成された補強板２３と、この補強板２３の片面にエポキシ系接着剤で接着された略矩形状の圧電素子２４とを備えている。ここで、補強板２３と圧電素子２４に設けられた導電膜（後述）との間に図示しない接着層が形成されるが、当該両者の表面にはそれぞれ微視的に凹凸が形成されており、これらの凹凸部分がランダムに接触することにより補強板２３と当該導電膜とが導通している。なお、接着剤はエポキシ系のものに限らず、硬度や耐久性の面を考慮して他の系の接着剤を用いることができる。
【００２３】
補強板２３は、ステンレス鋼、その他の材料から構成されている。補強板２３の長手方向一端側の幅方向略中央には、当接部２３１が一体的に形成されている。補強板２３の長手方向略中央には、当該長手方向に直交する方向に突出した腕部２３２が一体的に形成されており、この腕部２３２にはねじ３４が挿通される図示しない孔が穿設されている。補強板２３は、図１に示すように、当接部２３１の先端が被駆動体１２の内周に当接されるように、かつ、前記内周の接線方向にほぼ直角に（つまり径方向に沿うように）配置されている。
【００２４】
圧電素子２４は、チタン酸ジルコニウム酸鉛（ＰＺＴ（登録商標））、水晶、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、ポリフッ化ビニリデン、亜鉛ニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の各種材料により形成されている。この圧電素子２４の寸法や厚さは、振動板２１に励振される縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比が、１．００よりも大きく１．０３よりも小さくなるように設定されている。また、圧電素子２４の長辺の長さを１としたときに短辺の長さが、０．２７４となるように形成されている。このような構成にすることにより、振動板２１が振動したときの、当接部２３１が描く楕円軌道の振幅が大きくなるので、被駆動体１２を高効率で駆動させることができる。
この圧電素子２４の補強板２３と対向する面の全域には、ニッケルおよび金などによる図示しない導電膜がめっき、スパッタ、蒸着等の方法で形成されている。また、この面と反対側の面つまり振動板２１の表面にも、当該表面の全域に同様な導電膜が形成されている。そして、この導電膜を、幅方向にほぼ三等分するような二本の溝２４Ａ、および、三等分された導電膜のうちの両側の部分を長手方向にほぼ二等分するような二本の溝２４Ｂを形成することにより、電気的に絶縁された５つの電極が形成されている。
これらの電極のうち、前記三等分された中央の部分は、振動板２１を振動させる中央駆動電極２４１であり、前記二等分された両側のうちの図１における左上部分および右下部分は、振動板２１を振動させる対称駆動電極２４２であり、左下部分および右上部分は、当該振動に伴う検出電圧を出力する変位検出電極２４３になっている。溝２４Ａ，２４Ｂは、エッチング、ダイシングソー、レーザ加工等で形成されている。
なお、各電極２４１，２４２，２４３を個別にめっき、スパッタ、蒸着することで形成しても良い。
【００２５】
導通基板２５は、ポリイミド樹脂、その他の絶縁性材料から構成され、図１に示すように略コ字平板状に形成されている。この導通基板２５は、略矩形状の回路形成部２５１と、この回路形成部２５１の長手方向両端から当該長手方向と直交する方向に延出した導通パターン形成部２５２とを備えている。この導通基板２５は、支持部材３に固定されたときに、導通パターン形成部２５２の固定部２５２Ａと圧電素子２４とが、当該圧電素子２４の略面内方向に離間するように、かつ、当該導通パターン形成部２５２が、当該圧電素子２４の近傍に位置するように構成されている。
【００２６】
回路形成部２５１には、駆動制御回路を構成する駆動回路および検出制御回路を備えたＩＣ２９が設けられている。このＩＣ２９は、基部１１の裏面（圧電アクチュエータ２が設けられていない面）に設けられた図示しない電源に、電気的に接続されている。このような構成にすることにより、電源からの電圧を、ＩＣ２９を介して圧電アクチュエータ２に印加することができる。
【００２７】
各導通パターン形成部２５２には、銅等の導電性材料により箔状に形成された導通パターン２６，２７，２８が、互いに接触しないように設けられている。各導通パターン形成部２５２の長手方向（突出方向）先端側には、支持部材３に固定される前記固定部２５２Ａが設けられており、この固定部２５２Ａが、ねじ３４で固定されている。
【００２８】
また、図２（Ａ）には、圧電アクチュエータ２および支持部材３の斜視図が示されている。なお、前述したように、圧電素子２４（振動板２１）は、長辺の長さを１としたときに、短辺の長さが０．２７４となるように形成されているが、図２（Ａ）およびこれ以降に示す圧電アクチュエータの斜視図については、全体を図示するために、圧電素子２４の長手方向を作図上短く描いている。
図２（Ｂ）には、導通パターン２６，２８の拡大図が示されている。この図２（Ｂ）に示された導通パターン２６，２８は、これらの構造を理解しやすくするために誇張して描かれており、実際にこれらの部材は厚さ数ミクロンに形成されている。
【００２９】
導通パターン２６は、前記駆動回路と中央駆動電極２４１とを電気的に接続するものであり、図２（Ａ）における右斜め下の導通パターン形成部２５２の長手方向に沿って、幅方向略中央に設けられている。この導通パターン２６は、基端側が前記駆動回路の図示しない配線パターンと一体的に形成され、先端側が導通パターン形成部２５２の固定部２５２Ａで振動板２１側に屈曲している。導通パターン２６の先端側は、固定部２５２Ａの端縁２５２Ｂから突出し、中央駆動電極２４１側に延びるオーバーハング部２６１になっている。このオーバーハング部２６１の先端側は、基端側に比べて中央駆動電極２４１に近接するように曲げられている。このオーバーハング部２６１は、図２（Ａ）に示すように、溝２４Ｂの上方に配置されており、当該オーバーハング部２６１の幅は、溝２４Ｂの幅よりも狭く形成されている。このような構成にすることにより、上方からの外力でオーバーハング部２６１が変形しても、この変形した部分は溝２４Ｂに入り込むので、中央駆動電極２４１以外の対称駆動電極２４２や変位検出電極２４３との接触を防ぐことができる。
オーバーハング部２６１の先端側には、中央駆動電極２４１に接合される略半球状の突起部２６２が設けられている。この突起部２６２の球面部は、図２（Ａ）に示すように、中央駆動電極２４１の略中央つまり振動板２１の振動の節近傍に、熱溶着や超音波溶接等により接合されている。なお、ここでは図示しないが、突起部２６２の球面部および中央駆動電極２４１の表面には、微小な凹凸部が形成されている。このような凹凸部を形成することにより、突起部２６２と中央駆動電極２４１とを接触させたときに、この凹凸部が互いに突き刺さるようになり、導通が確実に得られるようになっている。
【００３０】
導通パターン２７（２８）は、前記駆動回路（前記検出制御回路）と対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）とを電気的に接続するものであり、両方の導通パターン形成部２５２の長手方向に沿って、幅方向一端側（他端側）に設けられている。導通パターン２７（２８）は、基端側が前記駆動回路（前記検出制御回路）の図示しない配線パターンと一体的に形成され、先端側が導通パターン形成部２５２の固定部２５２Ａで振動板２１側に屈曲している。導通パターン２７（２８）の先端側は、当該導通パターン形成部２５２の端縁２５２Ｂから突出して対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）側に延びるオーバーハング部２７１（２８１）になっている。このオーバーハング部２７１（２８１）の先端側には、対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）の中央駆動電極２４１の中心近傍、つまり振動板２１の振動の節近傍に接合される突起部２７２（２７３）が設けられている。
なお、オーバーハング部２７１（２８１）および突起部２７２（２８２）の形状、突起部２７２（２８２）と対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）との接合方法は、導通パターン２６におけるそれらと同様なので、ここでは説明を省略する。
【００３１】
駆動回路は、中央駆動電極２４１および対称駆動電極２４２に電圧を印加して振動板２１を振動させるものである。ここで、中央駆動電極２４１および対称駆動電極２４２に印加される電圧の周波数は、振動板２１の振動時に縦振動共振点の近くに屈曲共振点が現れて当接部２３１が良好な楕円軌道を描くように設定される。なお、電圧の波形は特に限定されず、例えばサイン波、矩形状波、台形波などが採用できる。
検出制御回路は、変位検出電極２４３に生じる検出電圧を検出することで振動板２１の振動を検出するとともに、当該検出電圧の振幅が最大となるように駆動回路から発せられる電圧の周波数を制御するものである。
【００３２】
支持部材３は、図２（Ａ）に示すように、略矩形板状の支持体３１と、４つのスペーサ３２とを備えている。まず、スペーサ３２は、支持体３１に対する振動板２１および導通基板２５の高さ方向の位置決めをするものであり、絶縁性材料により略矩形ブロック状に形成されている。支持体３１は、図１に示すように、基部１１に取り付けられており、振動板２１に設けられた当接部２３１の被駆動体１２に対する当接力を調整する図示しない当接力調整手段により、振動板２１の長手方向に沿ってスライド可能に設けられている。支持体３１の長手方向両端側には、図２（Ａ）に示すように、スペーサ３２を介して補強板２３の腕部２３２が載置されている。この腕部２３２にはさらに、スペーサ３２を介して、導通パターン２６，２７，２８が下側になるように導通パターン形成部２５２（導通基板２５）が載置されている。これらの導通パターン形成部２５２、各スペーサ３２、腕部２３２は、ねじ３４により支持体３１に固定されている。
【００３３】
このような駆動装置１０は、次のように動作する。
前記駆動回路により、圧電素子２４の中央駆動電極２４１および対称駆動電極２４２に電圧を印加する。すると、振動板２１は、主に中央駆動電極２４１によって長手方向に伸縮する、いわゆる縦振動を励振する。また、中央駆動電極２４１の両側では、対称駆動電極２４２に電圧が印加されるため、当該両側において圧電素子２４が非対称に伸縮し、縦振動に直交する方向に、圧電素子２４の平面中央に対して点対称に屈曲する、いわゆる屈曲振動も励振する。
これらの縦振動および屈曲振動が同時に現れることにより、振動板２１の当接部２３１は図１に示されるように、楕円軌道を描いて振動することとなる。当接部２３１は、この楕円軌道の一部において被駆動体１２の内周面を押圧することによって被駆動体１２を図１に示す矢印Ｒ方向に回転させる。これを所定周波数で繰り返すことにより、被駆動体１２は一方向に所定の回転速度で回転する。なお、対称駆動電極２４２と変位検出電極２４３との接続を切り替えることで、被駆動体１２の回転方向を切り替えることが可能である。
【００３４】
この被駆動体１２の回転速度は、中央駆動電極２４１および対称駆動電極２４２に印加される電圧の周波数を調整することで調整されている。具体的には、振動板２１が振動すると、この振動に伴い変位検出電極２４３が変形し、この変位検出電極２４３には、前記変形に伴う圧電効果により検出電圧が生じる。この検出電圧が前記検出制御回路に入力されると、当該検出制御回路は、入力された検出電圧の振幅が最大となるように前記駆動回路を制御し、中央駆動電極２４１および対称駆動電極２４２に印加される電圧の周波数を調整する。
【００３５】
このような第１実施形態によれば、以下に示すような効果がある。
（１）駆動装置１０の圧電アクチュエータ２に用いられている導通基板２５では、箔状の導通パターン２６，２７，２８によるオーバーハング部２６１，２７１，２８１と、圧電素子２４の中央駆動電極２４１、対称駆動電極２４２、変位検出電極２４３とを接触させることで、導通パターン２６，２７，２８と各電極２４１，２４２，２４３とが導通しているので、オーバーハング部２６１，２７１，２８１と各電極２４１，２４２，２４３とを接合させるときには、半田付けではなく熱溶着や超音波溶接等を用いることができる。そして、これらの作業の際に、オーバーハング部２６１，２７１，２８１と各電極２４１，２４２，２４３との結合部に加わる熱は、半田付け時のそれに比べて低いので、各電極２４１，２４２，２４３が劣化することがなく、圧電アクチュエータ２の生産性を向上させることができる。
さらに、前記結合部には半田のような重みがある部材が設けられず、さらにオーバーハング部２６１，２７１，２８１は箔状に形成されているため、導線のような抗力を有していない。このため、オーバーハング部２６１，２７１，２８１と各電極２４１，２４２，２４３とを接合しても、振動板２１の振動が外的要因により減衰することがなく、圧電アクチュエータ２のエネルギー効率を向上させることができる。
そして、オーバーハング部２６１，２７１，２８１は箔状に形成されていることにより柔軟性を有しているので、振動板２１の振動によりオーバーハング部２６１，２７１，２８１が切断することがなく、圧電アクチュエータ２の信頼性を向上させることができる。
オーバーハング部２６１，２７１，２８１は箔状に形成されているため厚さが薄く、さらに圧電アクチュエータ２の厚みを増す要因の半田や導線を設けていないので、圧電アクチュエータ２を薄型化できる。
【００３６】
（２）オーバーハング部２６１，２７１，２８１の圧電素子２４と対向する面には、各電極２４１，２４２，２４３側に突出した突起部２６２，２７２，２８２が設けられているので、オーバーハング部２６１，２７１，２８１がねじれたり撓んだりしても、突起部２６２，２７２，２８２を常に各電極２４１，２４２，２４３に接触させることができる。したがって、突起部２６２，２７２，２８２を各電極２４１，２４２，２４３に熱溶着や超音波溶接する際に、たとえば器機類の振動によって、当該両者が離れることがなく、前記作業を容易にできる。
【００３７】
（３）オーバーハング部２６１，２７１，２８１の各電極２４１，２４２，２４３に接触する部分、つまり突起部２６２，２７２，２８２の球面部、および、各電極２４１，２４２，２４３の表面には、微小な凹凸部が設けられているので、当該両者を接触させたときに、当該凹凸部同士が突き刺さるような構成にでき、オーバーハング部２６１，２７１，２８１と各電極２４１，２４２，２４３との導通を確実に取ることができる。また、突起部２６２，２７２，２８２と各電極２４１，２４２，２４３との接触部の面積は小さく、熱溶着や超音波溶接する際には、当該接触部は応力が集中したり高抵抗となって発熱量が大きくなるので、熱溶着や超音波溶接を容易にできる。
【００３８】
（４）オーバーハング部２６１，２７１，２８１の突起部２６２，２７２，２８２と各電極２４１，２４２，２４３とが、振動板２１の振動の節近傍で接合されているので、振動板２１が振動したときのオーバーハング部２６１，２７１，２８１の振動を抑えることができる。このため、振動板２１の振動によりオーバーハング部２６１，２７１，２８１が切断することがないので、剛性を有さない箔状の導通パターン２６，２７，２８でも駆動制御回路と圧電素子２４との導通を確実に取ることができる。また、オーバーハング部２６１，２７１，２８１が切断することがないので、圧電素子２４と導通基板２５とを密着させる必要がない。したがって、振動板２１が振動しても圧電素子２４と導通基板２５とが接触することがないため、振動板２１の振動の減衰を抑えることができ、圧電アクチュエータ２のエネルギー効率を向上させることができる。
【００３９】
（５）導通パターン形成部２５２に設けられた固定部２５２Ａの端縁２５２Ｂと圧電素子２４（振動板２１）とが、当該圧電素子２４の略面内方向に離間しているため、振動板２１の振動により当該圧電素子２４と導通パターン形成部２５２（導通基板２５）とが接触することがない。また、圧電素子２４と導通パターン形成部２５２との間には、固定部２５２Ａから突出した柔軟性を有する箔状の導通パターン２６，２７，２８のみが存在するので、前記振動により導通パターン２６，２７，２８に抗力が生じることがない。以上のことから、振動板２１の振動の減衰をより確実に抑制できるとともに、圧電アクチュエータ２のエネルギー効率を向上させることができる。
【００４０】
（６）導通パターン形成部２５２が圧電素子２４の近傍に固定されているので、振動板２１が振動しても、この振動が導通基板２５に伝わることがないうえ、導通パターン２６，２７，２８が振動しないことで、当該振動による導通パターン２６，２７，２８の切断を抑えることができる。したがって、圧電アクチュエータ２の小型化が促進できるとともに、圧電アクチュエータ２の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
（７）導通パターン２６，２７，２８は、駆動制御回路の配線パターンと一体的に形成されているので、圧電アクチュエータ２の製造が容易になり生産性を向上させることができるとともに、導通パターン２６，２７，２８と当該配線パターンとを別々に設けた際に問題となる両者間の接触不良が生じることがなく、圧電アクチュエータ２の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
［第２実施形態］
図３（Ａ）には、駆動装置１０に用いられる第２実施形態の圧電アクチュエータ４および支持部材５の斜視図が示されている。図３（Ｂ）には、導通パターン４６の拡大断面図が示されている。この図３（Ｂ）に示された導通パターン４６は、その構造を理解しやすくするために誇張して描かれており、実際にこれらの部材は厚さ数ミクロンに形成されている。
【００４３】
圧電アクチュエータ４は、図３（Ａ）に示すように、振動板４１と、２つの回路形成部材４５１と、導通基板としての２つの導通パターン形成部材４５２とを備えている。
【００４４】
振動板４１は、略矩形平板状に形成された補強板４３と、この補強板４３の両面にそれぞれ接着された圧電素子２４とを備えている。ここで、圧電素子２４と補強板４３とは、第１実施形態と同様の構造で導通が取られている。
補強板４３の長手方向一端側の幅方向略中央には、当接部４３１が一体的に形成されている。補強板４３の長手方向略中央には、当該長手方向に直交する方向に突出した腕部４３２が一体的に形成されており、この腕部４３２の先端側には、前記長手方向と平行な方向に突出した被支持部４３３が一体的に形成されている。つまり、補強板４３の長手方向略中央には、腕部４３２および被支持部４３３により構成される略Ｔ字状の部材が設けられている。また、腕部４３２の先端側には、図３（Ｂ）に示すように、ねじ３４が挿通される孔４３２Ａが穿設されている。
各圧電素子２４は、図３（Ａ）に示すように、中央駆動電極２４１と、対称駆動電極２４２と、変位検出電極２４３とをそれぞれ備えている。また、補強板４３の表面に設けられた圧電素子２４の各電極２４１，２４２，２４３と、裏面に設けられた圧電素子２４の各電極２４１，２４２，２４３とは、補強板４３を介してそれぞれ対応する位置に配設されている。
【００４５】
回路形成部材４５１は、ポリイミド樹脂、その他の絶縁性材料から構成されている。この回路形成部材４５１の先端側には、支持部材５に固定される固定部４５１Ａが設けられており、この固定部４５１Ａには、ねじ３４が挿通される孔４５１Ｂが穿設されている。この回路形成部材４５１の裏面には、駆動制御回路を構成する駆動回路および検出制御回路を備えた図示しないＩＣと、前記駆動回路の配線パターン４５６および２本の配線パターン４５７と、前記検出制御回路の２本の配線パターン４５８とが設けられている。配線パターン４５６の孔４５１Ｂに対応する部分は、リング状に形成されている。このリング状部分は、孔４５１Ｂの外周に接しないように形成されており、これにより、図３（Ｂ）に示すように、ねじ３４との接触を防ぐことができる。
【００４６】
導通パターン形成部材４５２は、長手方向両端を対向させるように屈曲させた断面略Ｕ字状に形成されている。この導通パターン形成部材４５２の両端側には、支持部材５に固定される固定部４５２Ａが設けられており、この固定部４５２Ａには、ねじ３４が挿通される孔４５２Ｂが穿設されている。この導通パターン形成部材４５２は、支持部材５に固定されたときに、固定部４５２Ａの端縁４５２Ｃと圧電素子２４とが、当該圧電素子２４の略面内方向に離間するように、かつ、当該圧電素子２４の近傍に位置するように構成されている。
【００４７】
導通パターン４６，４７，４８は、銅等の導電性材料により略矩形箔状に形成されており、互いに接触しないようにそれぞれ対応する導通パターン形成部材４５２の外周面に設けられている。
【００４８】
導通パターン４６は、振動板４１の両面に設けられた中央駆動電極２４１同士を導通させ、これらと前記駆動回路とを電気的に接続するものである。この導通パターン４６は、図３（Ａ）における右斜め下の導通パターン形成部材４５２の外周面の長手方向に沿って、幅方向略中央に設けられている。この導通パターン４６の両端側は、固定部４５２Ａの端縁４５２Ｃから突出し中央駆動電極２４１側に延びるオーバーハング部４６１になっている。各オーバーハング部４６１の先端側には、中央駆動電極２４１の略中央つまり振動板４１の振動の節近傍にそれぞれ接合される突起部４６２が設けられている。導通パターン４６の孔４５１Ｂに対応する部分は、配線パターン４５６のリング状部分と同形状に形成されており、これにより、ねじ３４との接触を防ぐことができる。
【００４９】
導通パターン４７（４８）は、振動板４１の両面のそれぞれ対応する位置に設けられた対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）同士を導通させ、これらと前記駆動回路（前記検出制御回路）とを電気的に接続するものである。導通パターン４７（４８）は、両方の導通パターン形成部材４５２の外周面の長手方向に沿って、幅方向一端側（他端側）に設けられている。この導通パターン４７（４８）の両端側は、固定部４５２Ａの端縁４５２Ｃから突出し対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）側に延びるオーバーハング部４７１（４８１）になっている。各オーバーハング部４７１（４８１）の先端側には、対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）の中央駆動電極２４１の中心に近接する部分、つまり振動板４１の振動の節近傍に接合される突起部４７２（４８２）が設けられている。
【００５０】
図３（Ａ）における右斜め下の導通パターン形成部材４５２に設けられた導通パターン４６（４８）には、配線パターン４５７（４５６，４５７）との絶縁を取るための絶縁テープ４６３が貼り付けられている。また、左斜め上の導通パターン形成部材４５２に設けられた導通パターン４７にも、配線パターン４５８との絶縁を取るための図示しない絶縁テープが貼り付けられている。
なお、オーバーハング部４６１，４７１，４８１および突起部４６２，４７２，４８２の形状、突起部４６２，４７２，４８２と各電極２４１，２４２，２４３との接合方法は、第１実施形態のそれらと同様なので、ここでは説明を省略する。
【００５１】
支持部材５は、図３（Ａ）に示すように、金属製材料により略矩形平板状に形成された支持体５１と、この支持体５１の各隅部表面から当該表面と直交する方向に突出された振動板支持部５２，５３，５４，５５と、略矩形ブロック状の２つのスペーサ５６および４つのスペーサ５７とを備えている。支持体５１の長手方向両端側には、ねじ３４が螺合されるねじ孔５１１が穿設されている。スペーサ５６は、支持体５１に対する導通パターン形成部材４５２の高さ方向の位置決めをするものであり、ばね性および絶縁性を有する材料により構成されている。スペーサ５７は、導通パターン形成部材４５２に対する振動板４１の高さ方向の位置決めをするものであり、絶縁性材料により構成されている。また、スペーサ５６，５７にも、ねじ３４が挿通される孔５６Ａ，５７Ａが穿設されている。
【００５２】
以下には、圧電アクチュエータ４の支持部材５への取付構造について説明する。なお、支持部材５は、ここでは図示しないが、第１実施形態と同様の構造により基部１１に取り付けられている。
支持部材５の支持体５１の振動板支持部５２，５３が形成する空間、および、振動板支持部５４，５５が形成する空間には、図３（Ｂ）に示すように、スペーサ５６が載置されている。このスペーサ５６には、当該スペーサ５６と導通パターン４６，４７，４８とが対向するように、導通パターン形成部材４５２が載置されている。この導通パターン形成部材４５２の内周面が形成する空間には、補強板４３の腕部４３２が配置され、この腕部４３２の表裏面には、スペーサ５７が配置されている。ここで、図３（Ａ）に示すように、補強板４３の被支持部４３３は、振動板支持部５２，５３，５４，５５に当接されている。これにより、補強板４３は、被支持部４３３、振動板支持部５２，５３，５４，５５、および支持体５１を介して接地している。導通パターン形成部材４５２の図３（Ｂ）における上側の外周面には、導通パターン４６，４７，４８と配線パターン４５６，４５７，４５８とを接触させるように回路形成部材４５１が載置されている。これにより、各電極２４１，２４２，２４３と、これら各電極２４１，２４２，２４３に対応する前記駆動回路または前記検出制御回路とが電気的に接続される。この回路形成部材４５１には、固定部４５１Ａに均等に圧力をかけるためのワッシャ５８が載置されている。これらの回路形成部材４５１、導通パターン形成部材４５２、スペーサ５６，５７は、ねじ３４により、支持体５１に固定されている。ここで、スペーサ５６はばね性を有しているので、ねじ３４を螺合する際に、回路形成部材４５１を導通パターン形成部材４５２に押し付けることができ、導通パターン４６，４７，４８と配線パターン４５６，４５７，４５８とを確実に接触させることができる。さらに、被支持部４３３と、振動板支持部５２，５３，５４，５５とを確実に接触させることができる。
【００５３】
このような第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（６）の効果に加え、以下に示す効果がある。
（８）振動板４１の両面の圧電素子２４における、互いに対応する位置に設けられた各電極２４１，２４２，２４３間の導通を、１つの導通パターン形成部４５２に設けられた導通パターン４６，４７，４８の両端側の突起部４６２，４７２，４８２と、当該各電極２４１，２４２，２４３とを接触させることで取ることができるので、部材コストを削減できる。
【００５４】
［第３実施形態］
図４には、第３実施形態にかかる駆動装置１３を有する時計の日付表示機構１４の要部の拡大平面図が示されている。この駆動装置１３は、円盤状（図４では、一部のみ図示）の基部１５と、この基部１５の外周に回転可能に設けられた環状平板状に形成された日車１６と、電圧が印加されることで振動し日車１６を駆動する圧電アクチュエータ６と、この圧電アクチュエータ６を支持する支持部材７とを備えている。日車１６は、日付を表示するものであり、表面には日付が描かれている。
なお、図示はしないが、この日付表示機構１４は、時計のケースに収納され、日車１６の一部が文字板に形成された窓から視認可能となっている。
【００５５】
図５（Ａ）には、圧電アクチュエータ６および支持部材７の斜視図が示されている。図５（Ｂ）には、導通パターン６６の拡大断面図が示されている。この図５（Ｂ）に示された導通パターン６６は、これらの構造を理解しやすくするために誇張して描かれており、実際にこれらの部材は厚さ数ミクロンに形成されている。
【００５６】
圧電アクチュエータ６は、図５（Ａ）に示すように、振動板６１と、２つの導通基板６５とを備えている。
【００５７】
振動板６１は、略矩形平板状に形成された補強板６３と、２つの略矩形状の圧電素子６４とを備えている。
補強板６３の長手方向一端側の幅方向略中央には、当接部６３１が一体的に形成されている。補強板６３の長手方向略中央には、当該長手方向に直交する方向に突出した腕部６３２が設けられ、この腕部６３２の先端側には、環状の取付部６３３が設けられている。取付部６３３には、図５（Ｂ）に示すように、ねじ３４が挿通される孔６３３Ａが設けられている。補強板６３は、図４に示すように、当接部６３１の先端が日車１６の内周に接するように、かつ、前記内周の接線方向にほぼ直角に（つまり径方向に沿うように）配置されている。
【００５８】
圧電素子６４は、第１実施形態の圧電素子２４と同じ材料により形成されている。圧電素子６４の寸法や厚さは、振動板６１に励振される縦振動の共振周波数に対する屈曲振動の共振周波数の比が、１．００よりも大きく１．０３よりも小さくなるように設定されている。また、圧電素子６４の長辺の長さを１としたときに短辺の長さが、０．２７４となるように形成されている。圧電素子６４は、分極処理のみが施されており、補強板６３の両面に接着されている。ここで、補強板６３と圧電素子６４との接着面には、図示しない接着層が形成されるが、当該両者の表面にはそれぞれ微視的に凹凸が形成されており、この凹凸部分がランダムに接触することにより補強板６３と圧電素子６４とが導通している。なお、接着剤は、硬度や耐久性の面を考慮して様々な系の接着剤を用いることができる。
【００５９】
導通基板６５は、ポリイミド樹脂、その他の絶縁性材料から構成され、図示しない時計制御回路に接続されている。導通基板６５は、略矩形状の回路形成部６５１と、この回路形成部６５１の長手方向両端から当該長手方向と直交する方向に延出した導通パターン形成部６５２とを備えている。導通基板６５は、支持部材７に固定されたときに、導通パターン形成部６５２の固定部６５２Ａと圧電素子６４とが、当該圧電素子６４の略面内方向に離間するように、かつ、当該導通パターン形成部６５２が当該圧電素子６４の近傍に位置するように構成されている。
【００６０】
各導通パターン形成部６５２には、銅等の導電性材料により箔状に形成された導通パターン６６，６７，６８が、互いに接触しないようにそれぞれ対応する導通パターン形成部６５２の振動板６１に対向する面に設けられている。各導通パターン形成部６５２の長手方向（突出方向）先端側には、支持部材７に固定される固定部６５２Ａが設けられており、この固定部６５２Ａには、図５（Ｂ）に示すように、ねじ３４が挿通される孔６５２Ｃが穿設されている。
このような構成を有する導通基板６５は、振動板６１の表面側および裏面側に１つずつ設けられている。
【００６１】
導通パターン６６は、図５（Ａ）における右斜め下の導通パターン形成部６５２の長手方向に沿って、幅方向略中央に設けられている。導通パターン６６は、一端側が前記駆動回路の図示しない配線パターンと一体的に形成され、先端側が導通パターン形成部６５２の固定部６５２Ａで振動板６１方向に屈曲している。導通パターン６６の先端側には、当該導通パターン形成部６５２の端縁６５２Ｂから突出し圧電素子６４側に延びる基端部６６１と、電極部としての中央駆動電極部６６２とが設けられている。基端部６６１および中央駆動電極部６６２は、図５（Ｂ）に示すように、略等しい厚さに形成されている。中央駆動電極部６６２は、図４に示すように、圧電素子６４の表面を幅方向にほぼ三等分したうちの中央の部分に、後述する方法により接着されている。この中央駆動電極部６６２と基端部６６１との結合部は、中央駆動電極部６６２の幅方向一端側の長手方向略中央、つまり振動板６１の振動の節近傍に設けられている。導通パターン６６の孔６５２Ｃに対応する部分は、リング状に形成されている。このリング状部分は、孔６５２Ｃの外周に接しないように形成されており、これにより、図５（Ｂ）に示すように、ねじ３４との接触を防ぐことができる。
【００６２】
導通パターン６７（６８）は、両方の導通パターン形成部６５２の長手方向に沿って、幅方向一端側（他端側）に設けられている。導通パターン６７（６８）は、一端側が前記駆動回路（前記検出制御回路）の図示しない配線パターンと一体的に形成され、先端側が導通パターン形成部６５２の固定部６５２Ａで振動板６１方向に屈曲している。導通パターン６７（６８）の先端側には、当該導通パターン形成部６５２の端縁６５２Ｂから突出し圧電素子６４側に延びる基端部６７１（６８１）と、電極部としての対称駆動電極部６７２（変位検出電極部６８２）とが設けられている。基端部６７１（６８１）および対称駆動電極部６７２（変位検出電極部６８２）は、略等しい厚さに形成されている。対称駆動電極部６７２（変位検出電極部６８２）は、圧電素子６４の表面を幅方向にほぼ三等分したうちの両側の部分を、さらに長手方向にほぼ二等分したうちの、図４における左上部分（左下部分）および右下部分（右上部分）に、後述する方法により接着されている。対称駆動電極部６７２（変位検出電極部６８２）と基端部６７１（６８１）との結合部は、当該対称駆動電極部６７２（変位検出電極部６８２）における圧電素子６４の長手方向略中央に位置する部分、つまり振動板６１の振動の節近傍に設けられている。
なお、振動板６１の表面側に設けられた圧電素子６４の各電極部６６２，６７２，６８２と、裏面側に設けられた圧電素子６４の各電極部６６２，６７２，６８２とは、補強板６３を介してそれぞれ対応する位置に配設されている。
また、基端部６６１，６７１，６８１および各電極部６６２，６７２，６８２により、本発明のオーバーハング部が構成されている。
【００６３】
支持部材７は、図５（Ａ）に示すように、断面凹形状に形成された支持体７１と４つのスペーサ７２とを備えている。支持体７１の凹形状の突出部分は、固定部７１１であり、この固定部７１１の略中央には、図５（Ｂ）に示すように、ねじ３４が螺合されるねじ孔７１１Ａが穿設されている。スペーサ７２は、支持体７１に対する振動板６１および導通基板６５の高さ方向の位置決めをするものであり、絶縁性材料により圧電素子６４と略等しい厚さに形成されている。スペーサ７２は、補強板６３の腕部６３２および取付部６３３と略同一形状を有する凸部７２１および環状部７２２を備えている。凸部７２１は、スペーサ７２が固定部７１１に固定されたときに、圧電素子６４と離間するように、かつ、腕部６３２に接する面の一部が切り欠かれた形状に形成されている。環状部７２２には、ねじ３４が挿通される孔７２２Ａが設けられている。
【００６４】
以下には、圧電アクチュエータ６および支持部材７の、基部１５への取付構造について説明する。
支持部材７の支持体７１は、図４に示すように基部１５に取り付けられている。ここで支持体７１は、図示しないねじにより基部１５に取り付けられている。支持体７１の固定部７１１には、図５（Ｂ）に示すように、導通パターン６６，６７，６８が上側になるように導通パターン形成部６５２が載置され、この導通パターン形成部６５２には、スペーサ７２を介して補強板６３の取付部６３３が載置されている。この取付部６３３には、スペーサ７２を介して導通パターン６６，６７，６８が下側になるように導通パターン形成部６５２が載置されている。これらの各導通パターン形成部６５２、各スペーサ７２、取付部６３３は、ねじ３４により、支持体７１に固定されている。
【００６５】
このような日付表示機構１４は、以下のように動作する。
日付表示機構１４には、指針の位置を検出する図示しないセンサが設けられており、このセンサが２４時間毎に中央駆動電極部６６２、対称駆動電極部６７２に電圧を印加する。各電極部６６２，６６３に電圧が印加されると、振動板６１は、第１実施形態と同様に楕円軌道を描いて振動し、日付表示が一日分送られるように日車１６を駆動する。これにより、時計の外部からは日付が変更されて表示されることとなる。
【００６６】
各電極部６６２，６７２，６８２を、圧電素子６４に形成する方法を図６（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
図６（Ａ）に示すように、導体膜としての銅箔で形成した各電極部６６２，６７２，６８２（導通パターン６６，６７，６８）を、シートとしてのポリイミドシート８０に接着剤で仮接着する。このポリイミドシート８０におけるスペーサ７２の孔７２２Ａ（補強板６３の孔６３３Ａ）に対応する位置には、各電極部６６２，６７２，６８２を圧電素子６４に対して位置決めするための位置決め孔８１が設けられている。図示しない治具に、圧電素子６４が接着された補強板６３を載置した後、圧電素子６４の表面に、前記仮接着に用いた接着剤よりも接着強度が強いエポキシ系接着剤を塗布し、スキージ等で薄く伸ばすことにより接着層８２を形成する。このように接着層８２を形成する接着剤の接着強度を、前記仮接着に用いた接着剤のそれよりも強くすることにより、接着層８２が硬化した後ポリイミドシート８０のみを容易に取り除くことができる。なお、ここではエポキシ系接着剤を用いたが、これに限らず硬化後の硬度、振動板６１の振動に与える影響、硬化の際に加える熱量、接着剤を薄く伸ばす作業性等を考慮して、他の接着剤を用いても良い。
図６（Ｂ）に示すように、ポリイミドシート８０を、接着層８２と各電極部６６２，６７２，６８２とを密着させるように、かつ、孔７２２Ａと位置決め孔８１とを対応させるように、圧電素子６４の表面に貼り付ける。
接着層８２が硬化した後、図６（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ポリイミドシート８０を圧電素子６４の表面から全て取り除くことで、圧電素子６４の表面に各電極部６６２，６７２，６８２が形成される。
なお、ここでは、ポリイミドシート８０を機械的に取り除いたが、たとえばポリイミドシート８０のみをレーザで焼き飛ばす手段や、圧電素子６４や各電極部６６２，６７２，６８２を破壊したり劣化させないような他の方法を用いても良い。
【００６７】
このような第３実施形態によれば、第１実施形態の（５）〜（７）の効果に加え、以下に示す効果がある。
（９）圧電素子６４の中央駆動電極部６６２、対称駆動電極部６７２、変位検出電極部６８２を、導通パターン６６，６７，６８のオーバーハング部により形成するので、第１，２実施形態のように圧電素子６４の各電極部６６２，６７２，６８２とオーバーハング部とを接合する工程を省くことができ、製造コストを削減できる。
【００６８】
（１０）基端部６６１，６７１，６８１と各電極部６６２，６７２，６８２との結合部を、振動板６１の振動の節近傍に設けているので、振動板６１が振動したときの基端部６６１，６７１，６８１の振動を抑えることができる。したがって、振動板６１の振動により基端部６６１，６７１，６８１が切断することがなく、剛性を有さない箔状の基端部６６１，６７１，６８１でも駆動制御回路と圧電素子６４との導通を確実に取ることができる。また、基端部６６１，６７１，６８１が切断することがないので、圧電素子６４と導通基板６５とを密着させる必要がない。したがって、振動板６１が振動しても、圧電素子６４と導通基板６５とが接触することがないため、振動板６１の振動の減衰を抑えることができ、圧電アクチュエータ６のエネルギー効率を向上させることができる。
【００６９】
（１１）各電極部６６２，６７２，６８２（導通パターン６６，６７，６８）をポリイミドシート８０上に導体膜で形成し、当該各電極部６６２，６７２，６８２と当該圧電素子６４とが対向するように当該ポリイミドシート８０を当該圧電素子６４の表面に貼り付けた後、当該ポリイミドシート８０のみを当該圧電素子６４から取り除くことで当該表面に当該各電極部６６２，６７２，６８２を形成するので、圧電素子６４に各電極部６６２，６７２，６８２を形成する際に、メッキやエッチング等の手段を用いる必要がなく、製造コストを削減できる。
【００７０】
なお、本発明は前記各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、次に示すような変形例も適用されるものである。
たとえば、第１実施形態では、両方の導通パターン形成部２５２の端縁２５２Ｂから突出したオーバーハング部２７１（２８１）を用いて、圧電素子２４に設けられた２つの対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）と前記駆動回路（前記検出制御回路）との導通を取っていたが、オーバーハング部２７１（２８１）を、図７に示すような構成にしても良い。このオーバーハング部２７１（２８１）は、略Ｌ字状に形成されその長手方向に沿って、それぞれの対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）に接合される２つの突起部２７２（２８２）が設けられている。そして、両突起部２７２（２８２）の間には、圧電素子２４から離間するように湾曲した湾曲部２７３（２８３）が設けられている。
このような構成にすれば、圧電素子２４の同一面内に設けられた隣接しない対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）同士を電気的に接合する際に、当該対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）間に配設された絶縁されるべき電極等を跨いで導通が取ることができるので、絶縁のための特別な手段や処理を施す必要がなくなる。また、隣接しない対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）との導通を、１つのオーバーハング部２７１（２８１）で取ることができるので、部材コストを削減できる。
【００７１】
第１実施形態では、オーバーハング部２６１の幅を、溝２４Ｂ幅よりも狭く形成することで、導通パターン２６と、対称駆動電極２４２および変位検出電極２４３との接触を防いだが、図８に示すように、導通パターン２６，２７，２８とスペーサ３２の表面との間に導通基板２５を設け、当該導通基板２５の固定部２５２Ａを中央駆動電極２４１の上方まで延設させるような構成としても良い。
このような構成にすれば、オーバーハング部２６１と対称駆動電極２４２および変位検出電極２４３との間に絶縁体である固定部２５２Ａが設けられるので、導通パターン２６と当該電極２４２，２４３との接触をより確実に防ぐことができる。
【００７２】
第１実施形態では、圧電素子２４の表面に、２つの対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）を互いに電気的に絶縁されるように形成したが、図９に示すように、２つの対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）を電気的に接続する接続部２４２Ａ（２４３Ａ）を、一体的に形成しても良い。
このような構成にすれば、隣接しない対称駆動電極２４２（変位検出電極２４３）との導通を、１つのオーバーハング部２７１（２８１）で取ることができるので、部材コストを削減できる。
また、このような構成の圧電素子２４を用いれば、図１０に示すように、当該圧電素子２４を補強板２３の両面に設けたときにも、圧電素子２４の幅方向両端側から１つずつのオーバーハング部２６１（２７１，２８１）を突出させることで対応できる。
【００７３】
第２実施形態では、振動板４１の両面に設けられた圧電素子２４の、互いに対応する位置の各電極２４１，２４２，２４３間の導通を、断面略Ｕ字状の導通パターン形成部材４５２の外周面に導通パターン４６，４７，４８を設けることで取っていたが、たとえば図１１，１２に示すような構成としても良い。
図１１には、振動板４１の取付部分の分解斜視図が、図１２には、当該取付部分の断面図が示されている。
この構成では、図１１に示すように、補強板４３の腕部４３２の先端側には、環状の取付部４３４が設けられており、この取付部４３４には、ねじ３４が挿通される孔４３４Ａが設けられている。
支持体５１は、ここでは図示しないが断面凹形状に形成されており、この凹形状の突出部分には固定部５１２が設けられている。この固定部５１２には、ねじ３４が螺合されるねじ孔５１２Ａと、支持体５１に対する導通パターン形成部材４５５（後述）の高さ方向の位置決めをする凸部５１２Ｂとが設けられている。導通パターン４６，４７，４８は、ねじ３４が挿通される孔４５４Ａを有する略方形板状の導通パターン形成部材４５４と、固定部５１２が係合される係合孔４５５Ａを有する略方形板状の導通パターン形成部材４５５とを、所定間隔離して連続的に保持するように設けられている。この所定間隔は、図１２に示すように、導通パターン形成部材４５４，４５５を支持体５１に固定したときに、導通パターン形成部材４５４，４５５間の導通パターン４６，４７，４８が、略Ｕ字に曲げられるように設定されている。導通パターン４６，４７，４８の両端側は、導通パターン形成部材４５４の端縁４５４Ｂおよび導通パターン形成部材４５５の端縁４５５Ｂからそれぞれ突出したオーバーハング部４６１，４７１，４８１になっている。導通パターン形成部材４５４に設けられた導通パターン４６（４８）には、配線パターン４５７（４５６，４５７）との絶縁を取るための絶縁テープ４６３が貼り付けられている。
【００７４】
以下には、振動板４１の支持部材５への取付構造について説明する。
固定部５１２には、導通パターン４６，４７，４８が下側になるように、導通パターン形成部材４５５が係合されている。このとき、固定部５１２の凸部５１２Ｂにより、導通パターン形成部材４５５の高さ方向の位置決めがされている。固定部５１２には、取付部４３４が載置され、さらにスペーサ５７を介して、導通パターン４６，４７，４８が上側になるように導通パターン形成部材４５４が載置されている。導通パターン形成部材４５４には、導通パターン４６，４７，４８と配線パターン４５６，４５７，４５８とが接触するように回路形成部材４５１が載置されている。これらの回路形成部材４５１、導通パターン形成部材４５４，４５５、スペーサ５７、取付部４３４は、ねじ３４により支持体５１に固定されている。さらに、上側の中央駆動電極２４１および突起部４６２の接合点Ｐ１と、下側の中央駆動電極２４１および突起部４６２の接合点Ｐ２とが、図１２における断面視でずれるように構成されている。
このような構成にすれば、固定部５１２と補強板４３の取付部４３４が当接しているので、ばね性および絶縁性を有するスペーサ５６を用いたり、補強板４３に腕部４３２および被支持部４３３により構成される略Ｔ字状の部材を設けたりしなくても、補強板４３と支持体５１との導通、導通パターン４６，４７，４８と配線パターン４５６，４５７，４５８との導通、および、導通パターン４６，４７，４８と支持体との絶縁を確保しながら、振動板４１を支持部材５に固定できる。さらに、接合点Ｐ１と接合点Ｐ２とが断面視でずれているので、たとえば上側の中央駆動電極２４１と突起部４６２とを接合点Ｐ１において圧着や超音波ボンディングで接合する際に、断面視でこの接合点Ｐ１の裏側を治具等で受けることができるので、突起部４６２を中央駆動電極２４１に押し付けることができ、接合の接着強度を出すことができる。
【００７５】
第３実施形態では、基端部６６１，６７１，６８１の、圧電素子６４とスペーサ７２とが形成する隙間に対応する部分を直線状に形成したが、図１３（Ａ）に示すように、Ｓ状に形成しても良い。このようにすれば、基端部６６１，６７１，６８１の前記部分に、ばね性を持たせることができるので振動板６１の振動による切断を抑えることができる。なお、前記部分の形状はＳ状に限定されず、ばね性を有する他の形状に形成しても良い。さらに、ばね性を持たせるためのＳ字形状部と、電極部６６２，６７２，６８２や導通パターン６６，６７，６８とのつなぎ目を、平面視でフィレットを備えた形状にすると、応力集中による切断が防げ、圧電アクチュエータ６の信頼性を向上させることができる。
また、第３実施形態では、基端部６６１，６７１，６８１と、各電極部６６２，６７２，６８２とを略等しい厚さに形成したが、図１３（Ｂ）に示すように、基端部６６１，６７１，６８１を、各電極部６６２，６７２，６８２よりも厚く形成しても良い。このような構成にすれば、基端部６６１，６７１，６８１が切断しにくくなるので、各電極部６６２，６７２，６８２と前記駆動制御回路との導通を確実に取ることができる。また、当該基端部６６１，６７１，６８１の電気抵抗が下がるので、大きなエネルギーを入力でき、圧電アクチュエータ６の大出力化、駆動効率向上が可能となる。また、振動板６１の振動を減衰させる各電極部６６２，６７２，６８２の影響を低減できるので、圧電アクチュエータ６のエネルギー効率が向上する。
なお、図１３（Ａ），（Ｂ）に示された、基端部６６１，６７１，６８１および各電極部６６２，６７２，６８２は、構造を理解しやすくするために誇張して記載したものであり、実際にこれらの部材は各電極部６６２，６７２，６８２が厚さ数ミクロンに、基端部６６１，６７１，６８１が各電極部６６２，６７２，６８２の厚さよりも数〜数十ミクロン厚く形成されている。
【００７６】
第３実施形態では、各電極部６６２，６７２，６８２を圧電素子６４に形成する際に、ポリイミドシート８０に接着された各電極部６６２，６７２，６８２を圧電素子６４に接着した後、ポリイミドシート８０を全て取り除いたが、ポリイミドシート８０に導通基板６５としての機能を持たせ、基端部６６１，６７１，６８１および各電極部６６２，６７２，６８２に対応する部分のポリイミドシート８０のみを取り除く方法を用いても良い。このような方法を用いれば、圧電アクチュエータ６の製造工程を減らすことができる。また、このような方法を用いた場合、更にポリイミドシート８０のスペーサ７２に対応する部分を帯状に形成すれば、この部分のばね性で振動板６１の当接部６３１を日車１６に押し付けることができ、部材コストおよび製造コストを削減できる。また、このような電極形成方法で、図９２のような電極パターンを形成しても良い。
【００７７】
本発明を実施するための最良の構成、方法等は、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質等を限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質等の限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動装置の圧電アクチュエータに用いられている箔状の導通パターンのオーバーハング部と、圧電素子の各電極とを接触させることで、導通パターンと各電極との導通が取られているので、オーバーハング部と各電極とを接合させるときには、半田付けではなく熱溶着や超音波溶接等を用いることができる。そして、これらの作業の際に、オーバーハング部と各電極との結合部に加わる熱は、半田付け時のそれに比べて低いので、各圧電素子を劣化させることがなく、圧電アクチュエータの生産性を向上させることができる。
さらに、前記結合部には半田のような重みがある部材が設けられず、さらにオーバーハング部は箔状に形成されているので、導線のような抗力を有していない。したがって、オーバーハング部と各電極とを接合しても、振動板の振動が外的要因により減衰することがなく、圧電アクチュエータのエネルギー効率を向上させることができる。
そして、オーバーハング部は箔状に形成されていることにより柔軟性を有しているので、振動板の振動によりオーバーハング部が切断することがなく、圧電アクチュエータの信頼性を向上させることができる。
オーバーハング部は箔状に形成されているため厚さが薄く、さらに圧電アクチュエータの厚みを増す要因の半田や導線を設けていないので、圧電アクチュエータを薄型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る駆動装置の平面図。
【図２】第１実施形態に係る駆動装置の圧電アクチュエータを示す図。
【図３】第２実施形態に係る駆動装置の圧電アクチュエータを示す図。
【図４】第３実施形態に係る時計の日付表示機構の要部の平面図。
【図５】第３実施形態に係る圧電アクチュエータを示す図。
【図６】第３実施形態に係る圧電アクチュエータの製造方法を示す図。
【図７】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図８】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図９】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図１０】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図１１】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図１２】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【図１３】本発明の圧電アクチュエータの変形例を示す図。
【符号の説明】
１０，１３…駆動装置（装置）、２１，４１，６１…振動板、２４，６４…圧電素子、２５，６５…導通基板、２６，２７，２８，４６，４７，４８，６６，６７，６８…導通パターン、８０…ポリイミドシート（シート）、２４１…中央駆動電極（電極）、２４２…対称駆動電極（電極）、２４３…変位検出電極（電極）、２５２Ｂ，４５２Ｃ，４５４Ｂ，４５５Ｂ，６５２Ｂ…端縁、２６１，２７１，２８１，４６１，４７１，４８１…オーバーハング部、２６２，２７２，２８２，４６２，４７２，４８２…突起部、２７３…湾曲部、４５２…導通パターン形成部材（導通基板）、４５６，４５７，４５８…配線パターン、６６２…中央駆動電極部（電極部、オーバーハング部）、６７２…対称駆動電極部（電極部、オーバーハング部）、６８２…変位検出電極部（電極部、オーバーハング部）、６６１，６７１，６８１…基端部（オーバーハング部）。
Claims (14)
- 電極が形成された圧電素子を有する振動板と、前記電極に導通される箔状の導通パターンを有する導通基板とを備え、この導通基板には、前記導通パターンの一部を当該導通基板の端縁から突出させたオーバーハング部が設けられ、このオーバーハング部と前記電極とが接触していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記圧電素子は、前記振動板の両面に設けられ、一方の面に設けられた圧電素子の電極と、他方の面に設けられた圧電素子の電極との導通を、１つの前記導通基板で取ることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記オーバーハング部の表面には、前記電極側に突出した突起部が設けられていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、前記オーバーハング部の長手方向の途中には、前記圧電素子から離間するように湾曲した湾曲部が設けられていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、前記オーバーハング部の前記電極と接触する部分、および前記電極の前記オーバーハング部と接触する部分のうち、少なくとも一方に微小な凹凸部を設けることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、前記オーバーハング部と前記電極とは、前記振動板の振動の節近傍で接触していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項１に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記電極は、前記オーバーハング部によって形成されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項７に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記オーバーハング部は、前記電極に相当する電極部と、前記導通基板の端縁から突出して当該電極部にわたって設けられた基端部とで構成され、この基端部は、当該電極部よりも厚く形成されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項８に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記電極部と前記基端部とは、前記振動板の振動の節近傍で結合していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、前記圧電素子と前記導通基板の端縁とは、当該圧電素子の略面内方向に離間していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項１０に記載の圧電アクチュエータにおいて、前記導通基板は、前記圧電素子の近傍に固定されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の圧電アクチュエータにおいて、前記導通パターンは、駆動制御回路の配線パターンと一体的に形成されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
- 請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の圧電アクチュエータを備えたことを特徴とする装置。
- 電極が形成された圧電素子を有する振動板と、前記電極に導通される箔状の導通パターンを有する導通基板とを備え、この導通基板には、前記導通パターンの一部を当該導通基板の端縁から突出させたオーバーハング部が設けられているとともに、前記電極が当該オーバーハング部によって形成されている圧電アクチュエータを製造するための圧電アクチュエータの製造方法であって、導体膜をシート上に形成しておき、この導体膜と前記圧電素子とが対向するように当該シートを当該圧電素子の表面に貼り付けた後、当該シートのみを当該圧電素子から取り除くことで当該表面に前記導体膜による前記電極を形成することを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
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