【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気−機械エネルギ変換機能を有する層と電極材からなる層を交互に積層した積層電気−機械エネルギ変換素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気−機械エネルギ変換機能を有する代表的な材料である圧電材料は様々な圧電素子、圧電装置として多種多様に用いられている。最近では、圧電素子、圧電装置として、単一の板状の圧電体を多数枚重ねて積層化した構造のものや多数層を重ね一体成形したものが使われてきている。
【０００３】
例えば、積層された構成の圧電素子（積層圧電素子）は、振動波駆動装置としての振動波モータ、特に棒状に形成された振動波モータにおける振動体に用いられている（例えば、特許文献１〜３参照）。また、振動ジャイロ用又は圧電トランス用の積層圧電素子として用いられている。
【０００４】
図８、９はそれぞれ、棒状振動波モータの振動体に用いられる積層圧電素子の分解斜視図（ａ）と外観斜視図（ｂ）を示している。
【０００５】
図８において、積層圧電素子３０を構成する圧電層３２の表面には、最上層を除き４分割された内部電極３３が形成されているとともに、各内部電極３３と接続されて圧電層３２の外周まで延びる接続電極３３ａが形成されている。接続電極３３ａは１層おきに同一位相位置に形成されている。そして、同一の位相位置にある接続電極３３ａ同士は、積層圧電素子３０の外周部に設けられた層間電極である外部電極３４により接続されている。
【０００６】
なお、積層圧電素子３０の最上層に位置する圧電層３２の表面には、この周方向に沿って複数の表面電極３５が形成されており、この表面電極３５は外部電極３４と接続している。
【０００７】
一方、図９に示すようにスルーホール（バイヤホール）３６を用いて各圧電層３２の表面に形成された内部電極３３同士を電気的に接続する構成の積層圧電素子３１がある。スルーホール３６は、積層圧電素子３１の最上層に位置する圧電層３２の表面に露出し、表面電極３７を形成している。
【０００８】
図１０には、上述した積層圧電素子３０（３１）を棒状の振動波モータ４０における振動体４１に組み込んだ構成を示す。積層圧電素子３０の表面電極３５（３７）は、高分子材料を基材とする配線基板４２と接触しており、２つの金属部材４３、４４が積層圧電素子３０および配線基板４２と挟持している。配線基板４２は不図示の駆動回路に接続されており、この駆動回路からの駆動信号（交流電圧）が配線基板４２を介して積層圧電素子３０に印加されるようになっている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−７７５５０号公報
【特許文献２】
特開平６−１２０５８０号公報
【特許文献３】
特開平８−２１３６６４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
振動波モータについては、各種のデジタル機器に対応できるように、小型化、高効率化、高出力化が望まれているとともに、さらなるコストの低減が望まれている。
【００１１】
上述した従来技術において、図１０に示すように、積層圧電素子３０（３１）を棒状振動波モータに組み込み、外部電源と接続する配線基板４２を積層圧電素子３０と金属部材４３との間に配置する構成では、導通の信頼性が高く、組み立ても容易である。
【００１２】
しかしながら、上記の構成では、振動波モータの小型化に伴い、配線基板４８による振動体４１の振動減衰の影響がより大きくなる傾向があり、振動波モータの性能を低下させるおそれがある。
【００１３】
図９に示す積層圧電素子を用いた振動波モータにおいて、振動波モータ（振動体）の小型化に対応させて積層圧電素子３０を小径化すると、圧電層３２の表面積のうちスルーホール３６とこの周囲に形成された絶縁部の占める面積が大きくなり、有効な圧電活性面積（圧電層３２の表面積のうち内部電極３３の占める面積）が小さくなってしまう。その結果、振動波モータの出力が充分に上がらないおそれがある。
【００１４】
また、積層圧電素子３１にスルーホールを形成することは積層圧電素子の製造コストの点で好ましくない。
【００１５】
そこで、上述した課題を解決するために、本発明の目的は、主に従来と同様に高い導通の信頼性を保つことができる積層電気−機械エネルギ変換素子を製造することができ、製造コストを低減することができる積層電気−機械エネルギ変換素子の製造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明である積層電気−機械エネルギ変換素子の製造方法は、電気−機械エネルギ変換機能を有する第１の層と電極材からなる第２の層とを交互に複数積層することによって積層体を形成する積層ステップと、積層体の略中心の位置に積層体の積層方向に延びる貫通穴部を形成するとともに、貫通穴部の周面又は積層体の外側面に積層体の積層方向に延びる凹部を形成する凹み形状形成ステップと、積層体における凹部の位置を基準とすることにより、積層体の外側面に第２の層同士を電気的に接続するための層間電極を形成する電極形成ステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施形態である積層圧電素子１（積層電気−機械エネルギ変換素子）の分解斜視図（ａ）および外観斜視図（ｂ）を示す。
【００１８】
本実施形態の積層圧電素子１は、複数の圧電層（第１の層）３から構成され、リング状に形成されている。積層圧電素子１は、この中央に積層圧電素子１を貫通する内径部８を有しており、内径部８の一部には凹部２が形成されている。また、積層圧電素子１の外周には、後述するように各圧電層３に形成された内部電極（第２の層）４−１、４−２を電気的に接続するための層間電極である外部電極５が設けられている。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、積層圧電素子１を構成する圧電層３の表面には、４分割された内部電極４−１、４−２が形成されている。これらの内部電極４−１、４−２は、この外周が圧電層３の外周よりも内側に位置するように形成されており、各内部電極４−１、４−２のうち各々複数に分割された電極は互いに接続されておらず、非導通状態となっている。
【００２０】
また、圧電層３の表面には、内部電極４−１、４−２と接続し、圧電層３の外周まで延びる接続電極４ａが形成されており、この接続電極４ａは、内部電極４−１、４−２毎に同位相の位置に形成されている。そして、同位相の位置にある接続電極４ａは、積層圧電素子１の外周部に設けられた外部電極５に接続している。
【００２１】
積層圧電素子１の上下両端は、平坦な面を有する圧電層３で構成されており、この両端において内部電極４−１、４−２と積層圧電素子１の外部とを非導通状態（絶縁）としている。すなわち、本実施形態の積層圧電素子１は、この外側面にのみ外部電極５が形成されており、上下両端面には従来技術のような導通可能な表面電極（図８の表面電極３５や図９の表面電極３７に相当する）が形成されていない。
【００２２】
外部電極５は、積層圧電素子１の外周において、積層方向（図１中上下方向）に延びるように形成されており、本実施形態では、積層圧電素子１の周方向に８本の外部電極５が形成されている。
【００２３】
ここで、本実施形態における積層圧電素子１は、外径が６ｍｍ、内径（内径部８の径）が２ｍｍ、厚さが約２ｍｍであり、圧電層３の厚さが６０μｍ、内部電極４−１、４−２の厚さが２〜３μｍ、圧電層３の層数が３２層となっている。また、外部電極５は、この長さが約１．９ｍｍ、幅が約１ｍｍ、厚さが約０．０５ｍｍとなっている。
【００２４】
内部電極４−１は、４分割された内部電極Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２からなり、内部電極４−２は、４分割された内部電極ＧＡ１、ＧＡ２、ＧＢ１、ＧＢ２からなる。積層圧電素子１は、図１（ａ）中の最上層に位置する圧電層３を除き、第２層から最下層まで、内部電極４−１、４−２を形成した圧電層３を交互に積層した構成となっている。
【００２５】
次に、上述した積層圧電素子１の製造方法について図２から図５を用いて説明する。
【００２６】
まず、圧電層３となるグリーンシート６の表面のうち中央の領域に、銀・パラジウム粉末のペーストをスクリーン印刷することにより、内部電極４−１、４−２を形成する（図２）。ここで、グリーンシート６は、圧電セラミックス粉末と有機バインダからなり、一定寸法（縦横１０ｍｍ）の四角形に形成されている。
【００２７】
そして、内部電極４−１、４−２が形成されたグリーンシート６を重ね、加熱しながら加圧（積層化）することにより、図３に示す板状の積層体７を作製する。
【００２８】
積層体７にドリル加工を施すことにより、内径部８の周上の所定の位置にφ０．５ｍｍの穴部を形成する。その後、ドリル加工により、内部電極４−１、４−２の中心となる位置にφ２．０ｍｍの穴部（内径部８に相当する）を形成する。
【００２９】
なお、穴部を形成する個所は、積層体７を作成する際に、積層体７の表面のグリーンシート６にあらかじめ目印として、例えば、点状の電極をスクリーン印刷で設けておくとよい。この結果、内径部８には、図３に示すように半円状の凹部２が形成されることになる。
【００３０】
その後、積層体７を、１１００℃〜１２００℃の鉛雰囲気で焼成する。焼成後、両面ラップ加工を行うことにより、積層体７の上下両端面を平滑化する。
【００３１】
そして、図３の破線で示す外周部９の位置まで積層体７を研削加工することにより、積層体７をリング状に形成する。これにより、リング状に形成された積層体７の外周面には、接続電極４ａが露出することになる。
【００３２】
ここで、内径部８には凹部２が形成されているため、凹部２の位置に基づいて、内部電極４−１、４−２と接続電極４ａの位置関係を積層体７の外部から把握することができる。すなわち、凹部２を形成する位置は、内部電極４−１、４−２と接続電極４ａの位置関係が分かるものであれば、内径部８の周方向においていかなる位置に設けてもよい。
【００３３】
なお、凹部２は１ヶ所だけとは限らず、外部から把握できる個所であれば複数形成してもよい。また、焼成後における積層体７の両端面が平滑であれば、両面ラップ加工を省くこともできる。
【００３４】
次に、図４に示すスクリーン印刷機１０を用いて、リング状の積層体７の外周に形成された接続電極４ａ上に外部電極５を形成する。このスクリーン印刷機１０は、曲率を有する面に所定の印刷を行うための機器である。
【００３５】
具体的には、まず、突起部１２を有するシャフト１１を、凹部２および突起部１２の位置を合わせた状態で、内径部８に挿入することにより、リング状の積層体７をシャフト１１に固定する。
【００３６】
そして、シャフト１１を駆動することにより、リング状の積層体７を矢印Ａ方向に回転させるとともに、これに同期して、８ヶ所の外部電極５のパターンを有するスクリーン１３を矢印Ｂ方向に移動させる。このとき、スキージ１５により銀電極ペースト１４をリング状の積層体７の外周面に押し付けることにより、外部電極５を形成する。
【００３７】
ここで、凹部２の位置を目印として、リング状の積層体７の回転開始位置やスクリーン１３の移動開始位置を決めることで、リング状の積層体７の外周に設けられた接続電極４ａに対して位置精度良く銀電極ペースト１４（外部電極５）を形成することができる。しかも、凹部２を形成することにより、リング状の積層体７をシャフト１１に位置決めした状態で容易に固定させることができる。
【００３８】
そして、銀電極ペースト１４が印刷された積層体７を約７５０℃で加熱することにより、積層体７の外周に銀電極ペースト１４を焼き付ける。これにより、本実施形態における積層圧電素子１が形成される。
【００３９】
なお、外部電極５を形成する方法は、上述したスクリーン印刷法以外方法でもよく、例えば、蒸着法、スパッタ法、メッキ法を用いることができる。また、本実施形態では、１つの積層体７から１つの積層圧電素子１を作製する方法について説明したが、大きな積層体から複数の積層圧電素子１を同時に作製する方法であってもよい。この場合には、積層圧電素子１の生産性を向上させることができる。
【００４０】
一方、凹部２や内径部８を形成する方法は、ドリル加工に限らず、例えば、プレス加工やレーザ加工によって凹部２や内径部８を形成することができる。また、外周部９の加工は、焼成前に打ち抜き加工やレーザ加工を行っても良いし、焼成後に研削加工以外の加工方法を用いて外周部９を形成してもよい。凹み部の形状は、半円形状に限らず楕円形状でも三角や多角形状でも良い。
【００４１】
最後に、内部電極４−１、４−２に対して分極処理を行う。この分極処理では、図５に示すように、まず不図示の治具に形成された凸部１６と内径部８とを位置決めした状態ではめ込むことにより、積層圧電素子１を治具に固定する。
【００４２】
そして、積層圧電素子１の外周に形成された８つの外部電極５に金属ピン１７を押し当て、１２０〜１８０℃のオイル中で、約１０分〜３０分かけて金属ピン１７に直流電源１８の１５０〜２５０Ｖの電圧を印加することにより内部電極４−１、４−２に分極処理を行う。
【００４３】
ここで、金属ピン１７には、直流電源１８と２個の高抵抗（１００ＭΩ）１９が接続されており、内部電極４−１、４−２に対して直流電源１８の電圧が、グランド（Ｇ）を基準にプラス（＋）とマイナス（−）で印加される。
【００４４】
分極処理の結果、積層圧電素子１は、図１に示すように、電気的なグランドに相当する内部電極ＧＡ１、ＧＡ２、ＧＢ１、ＧＢ２に対し、内部電極Ａ１、Ｂ１が（＋）方向に分極され、内部電極Ａ２、Ｂ２が（−）方向に分極される。
【００４５】
上述した分極処理を行うときにも、内径部８の凹部２を基準（目印）とすることにより、内部電極（ＧＡ１〜ＧＢ２、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２）に対して容易に分極処理を行うことができる。すなわち、本実施形態では、凹部２に対して図５中右側に位置する２つの外部電極５にはプラス（＋）の分極処理を行い、凹部２に対して図５中左側に位置する２つの外部電極にはマイナス（−）の分極処理を行うことができる。
【００４６】
しかも、凹部２が形成されていることにより、積層圧電素子１を治具に位置決めでき、向きを一定方向に決めることができる。
【００４７】
本実施形態のような積層圧電素子の場合、単一の板状の圧電体から構成される圧電素子と比べ、低い印加電圧で大きな変形歪や力が得られる。また、シート成形法や積層化方法などの製造方法により積層化される１つの圧電層の厚みを薄くすることができ、小型で高性能な積層圧電素子を得ることができる。
【００４８】
図６は、本実施形態の変形例である積層圧電素子１’の分解斜視図（ａ）と外観斜視図（ｂ）を示している。積層圧電素子１’は、この外周部に凹部２’（上述した凹部２に相当する）を設けたものである。なお、他の構成は、上述した積層圧電素子１の構成と同様であり、同じ部材については同一符号を用いている。
【００４９】
本変形例では、上述した内径部８に凹部２を設けた積層圧電素子１と同様に、凹部２’を基準として、積層圧電素子１’の外周部に外部電極５を形成することができるとともに、内部電極４−１、４−２に分極処理を行うことができる。
【００５０】
なお、凹部２’の形成方法は、図３に示すような積層体の状態において、外周部９となる点線上の位置に穴部を形成し、この積層体を外周部９の位置（点線位置）まで研削加工することによって形成することができる。
【００５１】
図７は、積層圧電素子１（１’）を用いて棒状の振動体２５を構成し、この振動体２５で励起される振動によってロータ（被駆動体）Ｒを回転駆動する棒状の振動波モータ２０の断面図（ロータＲの回転軸を含む断面図）を示す。
【００５２】
振動体２５は、円筒状に形成された金属部材（弾性体）２１、２２と、この金属部材２１、２２の間に配置された積層圧電素子１とで構成されている。ここで、ボルト２３は、金属部材２２側から振動体２５内に挿入されており、ボルト２３のネジ部が金属部材２１の内径部に形成されたネジ部に係合することにより、積層圧電素子１は金属部材２１、２２によって挟持されて固定される。
【００５３】
ロータＲの内周部にはバネ受け部材Ｔが配置されており、このバネ受け部材Ｔの内周部にはバネＳが配置されている。また、バネ受け部材ＴやバネＳは、ロータＲの回転軸に対して同心円上の位置に配置されている。バネＳは、この一端がバネ受け部材Ｔの内径部に形成された端面に当接するとともに、他端が出力部材Ｏの端面に当接する。
【００５４】
バネ受け部材Ｔは、バネＳのバネ力を受けてロータＲを金属部材２１の端面に加圧接触させる。また、バネ受け部材Ｔは、出力部材Ｏに対してロータＲの回転軸方向で移動可能となっているとともに、ロータＲの回転方向において出力部材Ｏと一体的に回転できるようになっている。このため、バネ受け部材Ｔは、ロータＲとともに回転してロータＲの回転力を出力部材Ｏに伝達することができる。
【００５５】
ボルト２３の先端には、振動波モータ２０を不図示の取付け部に固定するための固定部材Ｆが取り付けられている。この固定部材Ｆの外周部には、ベアリングＢを介して出力部材Ｏが取り付けられており、出力部材Ｏは固定部材Ｆに対して回転可能となっている。
【００５６】
積層圧電素子１の外周には、可撓性を有する回路基板２４が所定位置に合わせて巻き付けられており、導電性の接着剤によって固定されている。これにより、外部電極５および回路基板２４が電気的に接続された状態となる。この回路基板２４は、不図示の駆動回路と接続している。
【００５７】
本実施形態における振動波モータ２０は、積層圧電素子１の外周において外部電極５および回路基板２４の電気的接続を行っているため、従来技術のように積層圧電素子と金属部材との間に配線基板を配置する必要がなくなる。これにより、積層圧電素子１および金属部材２１、２２を直接、接触させることができ、従来技術のように配線基板によって振動体の振動が大きく減衰するのを抑制することができ、振動波モータの出力の低下を防止することができる。
【００５８】
しかも、積層圧電素子１の両端面は、上述したように平坦に形成されているため、金属部材２１、２２との接触状態を安定させることができ、振動波モータの出力を安定化させることができる。
【００５９】
本実施形態の振動波モータ２０において、回路基板２４を介して、Ａ相である内部電極Ａ１、Ａ２に振動体２５の固有振動数にほぼ一致した周波数の電圧（Ｖ１）を印加するとともに、Ｂ相である内部電極Ｂ１、Ｂ２にＶ１と９０°の位相差を有する高周波電圧（Ｖ２、振動体の固有振動数に略一致した周波数）を印加すると、振動体２５には、振動体２５の軸方向に対して直交する２つの曲げ振動が発生する。
【００６０】
この２つの曲げ振動を時間的位相差をもって発生させると、金属部材２１が首振り運動を行うことにより、金属部材２１に加圧接触するロータＲが振動体２５の中心を軸として回転する。
【００６１】
なお、積層圧電素子１（１’）の外周部に設けられた外部電極と不図示の駆動回路との導通をリード線を用いて行ってもよい。また、積層圧電素子１の外周面に、樹脂ペーストや金属ペーストからなる絶縁層や導体層をスクリーン印刷等で形成し、上記の回路基板２４と同様な構造を有する回路基板を設けるようにしてもよい。
【００６２】
本実施形態では、積層圧電素子を棒状の振動波モータに適用した場合について説明したが、円環状に形成された振動体を有する振動波モータに適用することもできる。
【００６３】
この場合、積層圧電素子をリング状に形成し、励起する振動の波長をλとすると、例えばλ／２の間隔で複数の電極領域を２群形成し、両群（Ａ相、Ｂ相）の位相差をλ／４として配置し、両群に位相の異なる交流電圧を印加する。そして、例えば各表面電極の層に厚み方向又は周方向に変位を生じさせ、各群に複数の波数の定在波を形成し、両定在波の合成により進行波を形成する。この進行波により、円環状に形成された振動体に加圧接触するロータを駆動することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、円筒状に形成された積層圧電素子を用いた場合について説明したが、外側面が矩形状に形成された積層圧電素子にも本発明を適用することができる。
【００６５】
以上説明した実施形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例でもあり、下記の各発明は上記実施形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。
【００６６】
〔発明１〕 電気−機械エネルギ変換機能を有する第１の層と電極材からなる第２の層とを交互に複数積層することによって積層体を形成する積層ステップと、
前記積層体の略中心の位置に前記積層体の積層方向に延びる貫通穴部を形成するとともに、前記貫通穴部の周面又は前記積層体の外側面に前記積層体の積層方向に延びる凹部を形成する凹み形状形成ステップと、
前記積層体における前記凹部の位置を基準とすることにより、前記積層体の外側面に、前記第２の層同士を電気的に接続するための層間電極を形成する電極形成ステップとを有することを特徴とする積層電気−機械エネルギ変換素子の製造方法。
【００６７】
上記発明１によれば、凹部を目印とすることによって積層体の外側面に層間電極を容易に形成することができる。また、積層体の外側面に層間電極を形成するようにすることで、従来技術のように積層電気−機械エネルギ変換素子にスルーホールを形成する場合に比べて、安価な製造装置を用いることができるとともに、外部電極を形成するための時間も短くなるため、積層電気−機械エネルギ変換素子の製造コストを低減することができる。
【００６８】
〔発明２〕 前記積層体における前記凹部の位置を基準とすることにより、前記層間電極を介して前記第１の層に分極処理を行う分極ステップを有することを特徴とする前記発明１に記載の積層電気−機械エネルギ変換素子の製造方法。
【００６９】
上記発明２によれば、凹部を目印とすることにより、第１の層に対して所定の分極方向となるような分極処理を容易に行うことができる。
【００７０】
〔発明３〕 前記凹み形状形成ステップにおいて、前記凹部を複数形成することを特徴とする前記発明１に記載の積層電気−機械エネルギ変換素子の製造方法。
【００７１】
〔発明４〕 電気−機械エネルギ変換機能を有する第１の層と電極材からなる第２の層が交互に複数積層された積層電気−機械エネルギ変換素子であって、
素子本体の外側面に形成され、前記第２の層同士を電気的に接続するための層間電極と、
前記素子本体の略中心の位置に形成され、前記素子本体の積層方向に延びる貫通穴部と、
この貫通穴部の周面又は前記素子本体の外側面に、前記素子本体の積層方向に延びるように形成され、前記層間電極を形成する際の基準又は前記層間電極を介して前記第１の層に分極処理を行う際の基準となる凹部とを有することを特徴とする積層電気−機械エネルギ変換素子。
【００７２】
上記発明４によれば、素子本体の外側面に第２の層同士を電気的に接続するための層間電極を形成しているため、従来技術のように積層電気−機械エネルギ変換素子にスルーホールを形成する場合に比べて圧電活性面積を大きく取れることができる。これにより、積層電気−機械エネルギ変換素子を小型化した場合、例えば、円筒状の積層電気−機械エネルギ変換素子の径を小さくした場合でも、高出力を得ることができる。
【００７３】
また、貫通穴部の周面又は素子本体の外側面に凹部を形成し、この凹部を基準とすることにより、層間電極や第１の層への分極を処理を容易に行うことができる。
【００７４】
〔発明５〕 前記素子本体の積層方向における両端面が、絶縁層で構成されていることを特徴とする前記発明４に記載の積層電気−機械エネルギ変換素子。
【００７５】
〔発明６〕 前記発明４又は５に記載の積層電気−機械エネルギ変換素子と、この積層電気−機械エネルギ変換素子への駆動信号の入力によって振動が励起される弾性体とを有する振動体と、
前記弾性体に接触する被駆動体とを備え、
前記振動体で形成される振動によって、前記振動体および前記被駆動体を相対的に駆動することを特徴とする振動型駆動装置。
【００７６】
〔発明７〕 前記積層電気−機械エネルギ変換素子が、この積層方向の両端において前記弾性体によって挟持されていることを特徴とする前記発明６に記載の振動型駆動装置。
【００７７】
上記発明７によれば、積層電気−機械エネルギ変換素子が弾性体によって直接挟持されているため、従来のように積層電気−機械エネルギ変換素子と弾性体との間に回路基板を配置する場合に比べて、振動体の振動が減衰するのを防止することができる。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、凹部を目印として積層体の外側面に層間電極を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である積層圧電素子の分解斜視図（ａ）と外観斜視図（ｂ）。
【図２】積層圧電素子の製造方法を説明する図。
【図３】積層圧電素子の製造途中における積層体の外観斜視図。
【図４】積層圧電素子に外部電極を形成する工程を示す図。
【図５】積層圧電素子に分極処理を行う際の説明図。
【図６】第１実施形態の変形例である積層圧電素子の分解斜視図（ａ）と外観斜視図（ｂ）。
【図７】第１実施形態の積層圧電素子を組み込んだ振動波モータの断面図。
【図８】従来の積層圧電素子の分解斜視図（ａ）と外観斜視図（ｂ）。
【図９】従来の積層圧電素子の分解斜視図（ａ）と外観斜視図（ｂ）。
【図１０】従来の積層圧電素子を組み込んだ振動波モータの断面図。
【符号の説明】
１、１’：積層圧電素子
２、２’：凹部
３：圧電層
４−１、４−２：内部電極
５：外部電極
６：グリーンシート
７：積層体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a laminated electro-mechanical energy conversion element in which layers having an electro-mechanical energy conversion function and layers made of an electrode material are alternately laminated.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, piezoelectric materials, which are representative materials having an electro-mechanical energy conversion function, are widely used as various piezoelectric elements and piezoelectric devices. In recent years, as a piezoelectric element or a piezoelectric device, one having a structure in which a plurality of single plate-shaped piezoelectric bodies are stacked and stacked, or one in which a plurality of layers are stacked and formed integrally has been used.
[0003]
For example, a laminated piezoelectric element (laminated piezoelectric element) is used as a vibrating body in a vibration wave motor as a vibration wave driving device, particularly a vibration wave motor formed in a rod shape (for example, Patent Documents 1 to 3). 3). Further, it is used as a laminated piezoelectric element for a vibrating gyroscope or a piezoelectric transformer.
[0004]
8 and 9 show an exploded perspective view (a) and an external perspective view (b) of a laminated piezoelectric element used for a vibrating body of a rod-shaped vibration wave motor.
[0005]
In FIG. 8, on the surface of the piezoelectric layer 32 constituting the laminated piezoelectric element 30, there are formed internal electrodes 33 divided into four except for the uppermost layer, and connected to each internal electrode 33 to form an outer periphery of the piezoelectric layer 32. A connection electrode 33a extending up to is formed. The connection electrodes 33a are formed at the same phase position every other layer. The connection electrodes 33a at the same phase position are connected by an external electrode 34 which is an interlayer electrode provided on the outer peripheral portion of the laminated piezoelectric element 30.
[0006]
A plurality of surface electrodes 35 are formed along the circumferential direction on the surface of the piezoelectric layer 32 located at the uppermost layer of the laminated piezoelectric element 30, and the surface electrodes 35 are connected to the external electrodes 34. .
[0007]
On the other hand, as shown in FIG. 9, there is a laminated piezoelectric element 31 configured to electrically connect internal electrodes 33 formed on the surface of each piezoelectric layer 32 using through holes (via holes) 36. The through hole 36 is exposed on the surface of the piezoelectric layer 32 located at the uppermost layer of the laminated piezoelectric element 31 to form a surface electrode 37.
[0008]
FIG. 10 shows a configuration in which the above-described laminated piezoelectric element 30 (31) is incorporated in a vibrating body 41 of a rod-shaped vibration wave motor 40. The surface electrode 35 (37) of the laminated piezoelectric element 30 is in contact with a wiring substrate 42 made of a polymer material, and the two metal members 43 and 44 are sandwiched between the laminated piezoelectric element 30 and the wiring substrate 42. I have. The wiring board 42 is connected to a drive circuit (not shown), and a drive signal (AC voltage) from the drive circuit is applied to the laminated piezoelectric element 30 via the wiring board 42.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-6-77550 [Patent Document 2]
JP-A-6-120580 [Patent Document 3]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-213664
[Problems to be solved by the invention]
With respect to the vibration wave motor, miniaturization, high efficiency, and high output are desired so as to be compatible with various digital devices, and further cost reduction is desired.
[0011]
In the prior art described above, as shown in FIG. 10, the laminated piezoelectric element 30 (31) is incorporated in a rod-shaped vibration wave motor, and a wiring board 42 connected to an external power supply is arranged between the laminated piezoelectric element 30 and the metal member 43. In such a configuration, the reliability of conduction is high and the assembly is easy.
[0012]
However, in the above configuration, as the vibration wave motor is downsized, the influence of the vibration attenuation of the vibration body 41 by the wiring board 48 tends to be greater, and the performance of the vibration wave motor may be reduced.
[0013]
In the vibration wave motor using the laminated piezoelectric element shown in FIG. 9, when the diameter of the laminated piezoelectric element 30 is reduced in accordance with the miniaturization of the vibration wave motor (vibrating body), the through hole 36 in the surface area of the piezoelectric layer 32 The area occupied by the insulating portion formed therearound increases, and the effective piezoelectric active area (the area occupied by the internal electrode 33 in the surface area of the piezoelectric layer 32) decreases. As a result, the output of the vibration wave motor may not be sufficiently increased.
[0014]
Forming a through hole in the laminated piezoelectric element 31 is not preferable in terms of manufacturing cost of the laminated piezoelectric element.
[0015]
Therefore, in order to solve the above-described problem, an object of the present invention is to mainly manufacture a laminated electro-mechanical energy conversion element capable of maintaining high conduction reliability as in the related art, and reduce the manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a laminated electro-mechanical energy conversion element which can be reduced.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In the method for manufacturing a laminated electro-mechanical energy conversion element according to the present invention, a laminate is formed by alternately laminating a plurality of first layers having an electro-mechanical energy conversion function and a second layer made of an electrode material. Forming a through hole extending in the stacking direction of the laminate at a position substantially at the center of the stack, and forming a recess extending in the stacking direction of the laminate on the peripheral surface of the through hole or the outer surface of the laminate. A step of forming a dent shape to be formed and an electrode forming step of forming an interlayer electrode for electrically connecting the second layers to each other on the outer surface of the laminate by using the position of the recess in the laminate as a reference. It is characterized by having.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an exploded perspective view (a) and an external perspective view (b) of a laminated piezoelectric element 1 (laminated electric-mechanical energy conversion element) according to an embodiment of the present invention.
[0018]
The laminated piezoelectric element 1 according to the present embodiment includes a plurality of piezoelectric layers (first layers) 3 and is formed in a ring shape. The laminated piezoelectric element 1 has an inner diameter portion 8 penetrating the laminated piezoelectric element 1 at the center, and the concave portion 2 is formed in a part of the inner diameter portion 8. Further, on the outer periphery of the laminated piezoelectric element 1, there are provided interlayer electrodes for electrically connecting the internal electrodes (second layers) 4-1 and 4-2 formed on each piezoelectric layer 3 as described later. An external electrode 5 is provided.
[0019]
As shown in FIG. 1A, internal electrodes 4-1 and 4-2 divided into four are formed on the surface of a piezoelectric layer 3 constituting the laminated piezoelectric element 1. These internal electrodes 4-1 and 4-2 are formed such that their outer peripheries are located inside the outer perimeter of the piezoelectric layer 3, and are divided into a plurality of internal electrodes 4-1 and 4-2, respectively. The connected electrodes are not connected to each other and are in a non-conductive state.
[0020]
Further, on the surface of the piezoelectric layer 3, a connection electrode 4a connected to the internal electrodes 4-1 and 4-2 and extending to the outer periphery of the piezoelectric layer 3 is formed, and the connection electrode 4a is formed by the internal electrode 4-1. , 4-2 at the same phase position. The connection electrodes 4 a located at the same phase are connected to the external electrodes 5 provided on the outer peripheral portion of the laminated piezoelectric element 1.
[0021]
The upper and lower ends of the laminated piezoelectric element 1 are composed of piezoelectric layers 3 having flat surfaces, and the internal electrodes 4-1 and 4-2 and the outside of the laminated piezoelectric element 1 are in a non-conductive state (insulated) at both ends. And That is, in the laminated piezoelectric element 1 of the present embodiment, the external electrode 5 is formed only on the outer side surface, and the upper and lower end surfaces are provided with a conductive surface electrode (the surface electrode 35 in FIG. 9 (corresponding to the surface electrode 37 of No. 9).
[0022]
The external electrodes 5 are formed so as to extend in the laminating direction (vertical direction in FIG. 1) on the outer periphery of the laminated piezoelectric element 1. In the present embodiment, eight external electrodes 5 are arranged in the peripheral direction of the laminated piezoelectric element 1. Is formed.
[0023]
Here, the laminated piezoelectric element 1 according to the present embodiment has an outer diameter of 6 mm, an inner diameter (diameter of the inner diameter portion 8) of 2 mm, a thickness of about 2 mm, a thickness of the piezoelectric layer 3 of 60 μm, and an inner electrode 4. The thickness of 1, 4-2 is 2-3 μm, and the number of piezoelectric layers 3 is 32. The external electrode 5 has a length of about 1.9 mm, a width of about 1 mm, and a thickness of about 0.05 mm.
[0024]
The internal electrode 4-1 is composed of four divided internal electrodes A1, A2, B1, and B2, and the internal electrode 4-2 is composed of four divided internal electrodes GA1, GA2, GB1, and GB2. The laminated piezoelectric element 1 has the piezoelectric layers 3 on which the internal electrodes 4-1 and 4-2 are formed alternately from the second layer to the lowermost layer, except for the piezoelectric layer 3 located at the uppermost layer in FIG. It has a laminated configuration.
[0025]
Next, a method for manufacturing the above-described laminated piezoelectric element 1 will be described with reference to FIGS.
[0026]
First, the internal electrodes 4-1 and 4-2 are formed by screen-printing a paste of silver / palladium powder on the central region of the surface of the green sheet 6 to be the piezoelectric layer 3 (FIG. 2). Here, the green sheet 6 is made of a piezoelectric ceramic powder and an organic binder, and is formed in a rectangular shape having a certain size (length and width 10 mm).
[0027]
Then, the green sheets 6 on which the internal electrodes 4-1 and 4-2 are formed are stacked and pressurized (laminated) while heating, thereby producing the plate-shaped laminate 7 shown in FIG.
[0028]
By drilling the laminate 7, a hole having a diameter of 0.5 mm is formed at a predetermined position on the circumference of the inner diameter portion 8. Thereafter, a hole having a diameter of 2.0 mm (corresponding to the inner diameter portion 8) is formed at a position serving as the center of the internal electrodes 4-1 and 4-2 by drilling.
[0029]
In addition, when forming the laminated body 7, it is preferable that, for example, a dot-shaped electrode is provided in advance on the green sheet 6 on the surface of the laminated body 7 as a mark by screen printing, for example. As a result, the semicircular recess 2 is formed in the inner diameter portion 8 as shown in FIG.
[0030]
Thereafter, the laminate 7 is fired in a lead atmosphere at 1100 ° C to 1200 ° C. After firing, the upper and lower end surfaces of the laminate 7 are smoothed by performing a double-sided lapping process.
[0031]
Then, the laminate 7 is formed into a ring shape by grinding the laminate 7 to the position of the outer peripheral portion 9 indicated by the broken line in FIG. As a result, the connection electrode 4a is exposed on the outer peripheral surface of the ring-shaped laminated body 7.
[0032]
Here, since the concave portion 2 is formed in the inner diameter portion 8, the positional relationship between the internal electrodes 4-1 and 4-2 and the connection electrode 4 a is grasped from outside the laminate 7 based on the position of the concave portion 2. be able to. That is, the concave portion 2 may be formed at any position in the circumferential direction of the inner diameter portion 8 as long as the positional relationship between the internal electrodes 4-1 and 4-2 and the connection electrode 4a can be understood.
[0033]
The number of the concave portion 2 is not limited to one, and a plurality of concave portions may be formed as long as they can be grasped from the outside. Further, if both end surfaces of the laminated body 7 after firing are smooth, the double-sided lapping process can be omitted.
[0034]
Next, the external electrodes 5 are formed on the connection electrodes 4a formed on the outer periphery of the ring-shaped laminate 7 using the screen printing machine 10 shown in FIG. The screen printer 10 is a device for performing predetermined printing on a surface having a curvature.
[0035]
Specifically, first, the shaft 11 having the protruding portion 12 is inserted into the inner diameter portion 8 in a state where the positions of the concave portion 2 and the protruding portion 12 are aligned, thereby fixing the ring-shaped laminate 7 to the shaft 11. I do.
[0036]
Then, by driving the shaft 11, the ring-shaped laminate 7 is rotated in the direction of arrow A, and the screen 13 having the pattern of the eight external electrodes 5 is moved in the direction of arrow B in synchronization with the rotation. . At this time, the external electrode 5 is formed by pressing the silver electrode paste 14 against the outer peripheral surface of the ring-shaped laminate 7 with the squeegee 15.
[0037]
Here, the rotation start position of the ring-shaped laminate 7 and the movement start position of the screen 13 are determined by using the position of the concave portion 2 as a mark, so that the connection electrode 4a provided on the outer periphery of the ring-shaped laminate 7 is determined. Thus, the silver electrode paste 14 (external electrode 5) can be formed with high positional accuracy. Moreover, by forming the concave portion 2, the ring-shaped laminate 7 can be easily fixed while being positioned on the shaft 11.
[0038]
Then, the laminate 7 on which the silver electrode paste 14 is printed is heated at about 750 ° C., so that the silver electrode paste 14 is baked on the outer periphery of the laminate 7. Thereby, the laminated piezoelectric element 1 in the present embodiment is formed.
[0039]
The method for forming the external electrodes 5 may be a method other than the screen printing method described above, and for example, a vapor deposition method, a sputtering method, and a plating method can be used. Further, in the present embodiment, a method of manufacturing one laminated piezoelectric element 1 from one laminated body 7 has been described, but a method of simultaneously producing a plurality of laminated piezoelectric elements 1 from a large laminated body may be used. In this case, the productivity of the laminated piezoelectric element 1 can be improved.
[0040]
On the other hand, the method of forming the concave portion 2 and the inner diameter portion 8 is not limited to drilling, and the concave portion 2 and the inner diameter portion 8 can be formed by, for example, press working or laser processing. In the processing of the outer peripheral portion 9, punching or laser processing may be performed before firing, or the outer peripheral portion 9 may be formed using a processing method other than grinding after firing. The shape of the recess is not limited to a semicircle, but may be an ellipse, a triangle, or a polygon.
[0041]
Finally, a polarization process is performed on the internal electrodes 4-1 and 4-2. In this polarization process, as shown in FIG. 5, the laminated piezoelectric element 1 is fixed to the jig by first fitting the convex portion 16 and the inner diameter portion 8 formed on the jig (not shown) in a state where they are positioned.
[0042]
Then, the metal pins 17 are pressed against the eight external electrodes 5 formed on the outer periphery of the laminated piezoelectric element 1, and the direct current power supply 18 is applied to the metal pins 17 in oil at 120 to 180 ° C. for about 10 to 30 minutes. Polarization is performed on the internal electrodes 4-1 and 4-2 by applying a voltage of 150 to 250V.
[0043]
Here, a DC power supply 18 and two high resistances (100 MΩ) 19 are connected to the metal pins 17, and the voltage of the DC power supply 18 is applied to the internal electrodes 4-1 and 4-2 by the ground (G). ) Is applied as a plus (+) and a minus (−).
[0044]
As a result of the polarization processing, the internal electrodes A1, B1 of the laminated piezoelectric element 1 are polarized in the (+) direction with respect to the internal electrodes GA1, GA2, GB1, GB2 corresponding to the electrical ground, as shown in FIG. , The internal electrodes A2 and B2 are polarized in the (-) direction.
[0045]
Also when performing the above-mentioned polarization processing, the internal electrodes (GA1 to GB2, A1, A2, B1, B2) can be easily subjected to the polarization processing by using the concave portion 2 of the inner diameter portion 8 as a reference (mark). be able to. That is, in the present embodiment, the two external electrodes 5 located on the right side in FIG. 5 with respect to the concave portion 2 are subjected to positive (+) polarization processing, and the two external electrodes 5 located on the left side in FIG. The external electrode can be subjected to a negative (-) polarization process.
[0046]
In addition, since the concave portion 2 is formed, the laminated piezoelectric element 1 can be positioned on the jig, and the direction can be determined in a fixed direction.
[0047]
In the case of the laminated piezoelectric element as in the present embodiment, a large deformation strain and force can be obtained with a lower applied voltage as compared with a piezoelectric element composed of a single plate-shaped piezoelectric body. Further, the thickness of one piezoelectric layer to be laminated by a manufacturing method such as a sheet forming method or a laminating method can be reduced, and a small-sized and high-performance laminated piezoelectric element can be obtained.
[0048]
FIG. 6 shows an exploded perspective view (a) and an external perspective view (b) of a laminated piezoelectric element 1 'which is a modification of the present embodiment. The laminated piezoelectric element 1 'is provided with a concave portion 2' (corresponding to the concave portion 2 described above) on the outer peripheral portion. The other configuration is the same as the configuration of the multilayer piezoelectric element 1 described above, and the same members are denoted by the same reference numerals.
[0049]
In this modified example, the external electrode 5 can be formed on the outer peripheral portion of the laminated piezoelectric element 1 ′ based on the concave portion 2 ′, similarly to the laminated piezoelectric element 1 in which the concave portion 2 is provided in the inner diameter portion 8 described above. The polarization process can be performed on the internal electrodes 4-1 and 4-2.
[0050]
In the method of forming the concave portion 2 ', a hole is formed at a position on the dotted line serving as the outer peripheral portion 9 in the state of the laminated body as shown in FIG. ) Can be formed by grinding.
[0051]
FIG. 7 shows a rod-shaped vibrating wave motor 25 in which a rod-shaped vibrating body 25 is formed using the laminated piezoelectric element 1 (1 ′), and a rotor (driven body) R is driven to rotate by vibration excited by the vibrating body 25. 20 is a cross-sectional view (a cross-sectional view including the rotation axis of the rotor R).
[0052]
The vibrating body 25 includes metal members (elastic bodies) 21 and 22 formed in a cylindrical shape, and the laminated piezoelectric element 1 disposed between the metal members 21 and 22. Here, the bolt 23 is inserted into the vibrating body 25 from the metal member 22 side, and the threaded portion of the bolt 23 engages with the threaded portion formed on the inner diameter portion of the metal member 21, so that the laminated piezoelectric element 1 is sandwiched and fixed by the metal members 21 and 22.
[0053]
A spring receiving member T is disposed on an inner peripheral portion of the rotor R, and a spring S is disposed on an inner peripheral portion of the spring receiving member T. Further, the spring receiving member T and the spring S are arranged at positions concentric with the rotation axis of the rotor R. The spring S has one end in contact with an end face formed on the inner diameter portion of the spring receiving member T and the other end in contact with the end face of the output member O.
[0054]
The spring receiving member T presses the rotor R against the end face of the metal member 21 by receiving the spring force of the spring S. Further, the spring receiving member T is movable in the rotation axis direction of the rotor R with respect to the output member O, and can rotate integrally with the output member O in the rotation direction of the rotor R. For this reason, the spring receiving member T can rotate with the rotor R and transmit the torque of the rotor R to the output member O.
[0055]
At the tip of the bolt 23, a fixing member F for fixing the vibration wave motor 20 to a mounting portion (not shown) is mounted. An output member O is attached to an outer peripheral portion of the fixed member F via a bearing B, and the output member O is rotatable with respect to the fixed member F.
[0056]
A flexible circuit board 24 is wound around the outer periphery of the laminated piezoelectric element 1 at a predetermined position, and is fixed by a conductive adhesive. Thus, the external electrodes 5 and the circuit board 24 are electrically connected. The circuit board 24 is connected to a drive circuit (not shown).
[0057]
In the vibration wave motor 20 according to the present embodiment, since the external electrodes 5 and the circuit board 24 are electrically connected to each other on the outer periphery of the laminated piezoelectric element 1, a wiring is provided between the laminated piezoelectric element and the metal member as in the related art. There is no need to dispose a substrate. As a result, the laminated piezoelectric element 1 and the metal members 21 and 22 can be brought into direct contact with each other, and it is possible to suppress the vibration of the vibrating body from being greatly attenuated by the wiring board as in the related art. The output can be prevented from lowering.
[0058]
Moreover, since both end surfaces of the laminated piezoelectric element 1 are formed flat as described above, the contact state with the metal members 21 and 22 can be stabilized, and the output of the vibration wave motor can be stabilized. it can.
[0059]
In the vibration wave motor 20 of the present embodiment, a voltage (V1) having a frequency substantially equal to the natural frequency of the vibrating body 25 is applied to the A-phase internal electrodes A1 and A2 via the circuit board 24, and B When a high-frequency voltage (V2, a frequency substantially matching the natural frequency of the vibrating body) having a phase difference of 90 ° from V1 is applied to the internal electrodes B1 and B2 which are phases, the axis of the vibrating body 25 is applied to the vibrating body 25. Two bending vibrations orthogonal to the direction are generated.
[0060]
When these two bending vibrations are generated with a temporal phase difference, the metal member 21 performs a swinging motion, so that the rotor R that comes into pressure contact with the metal member 21 rotates around the center of the vibrating body 25.
[0061]
Note that conduction between an external electrode provided on the outer peripheral portion of the laminated piezoelectric element 1 (1 ′) and a drive circuit (not shown) may be performed using a lead wire. Further, an insulating layer or a conductive layer made of a resin paste or a metal paste is formed on the outer peripheral surface of the laminated piezoelectric element 1 by screen printing or the like, and a circuit board having a structure similar to the above-described circuit board 24 may be provided. Good.
[0062]
In the present embodiment, the case where the laminated piezoelectric element is applied to a rod-shaped vibration wave motor has been described, but the present invention can also be applied to a vibration wave motor having a vibrating body formed in an annular shape.
[0063]
In this case, assuming that the laminated piezoelectric element is formed in a ring shape and the wavelength of the vibration to be excited is λ, for example, two groups of a plurality of electrode regions are formed at an interval of λ / 2 and both groups (A phase, B phase) are formed. The phase difference is set to λ / 4, and AC voltages having different phases are applied to both groups. Then, for example, a displacement is caused in the thickness direction or the circumferential direction of each surface electrode layer, a standing wave having a plurality of wave numbers is formed in each group, and a traveling wave is formed by combining both standing waves. The traveling wave can drive the rotor that comes into pressure contact with the vibrating body formed in an annular shape.
[0064]
Further, in the present embodiment, the case where the laminated piezoelectric element formed in a cylindrical shape is used has been described, but the present invention can also be applied to a laminated piezoelectric element having an outer surface formed in a rectangular shape.
[0065]
The embodiments described above are also examples in which the following inventions are implemented, and the following inventions are implemented by adding various changes and improvements to the above embodiments.
[0066]
[Invention 1] A laminating step of forming a laminate by alternately laminating a plurality of first layers having an electro-mechanical energy conversion function and a second layer made of an electrode material;
A through-hole extending in the stacking direction of the laminate is formed at a position substantially at the center of the stack, and a concave portion extending in the stacking direction of the laminate is formed on a peripheral surface of the through-hole or an outer surface of the stack. Forming a dent shape to form;
An electrode forming step of forming an interlayer electrode for electrically connecting the second layers to each other on the outer surface of the laminate by using the position of the concave portion in the laminate as a reference. A method for manufacturing a laminated electro-mechanical energy conversion element, which is characterized in that
[0067]
According to the first aspect of the invention, the interlayer electrode can be easily formed on the outer surface of the multilayer body by using the concave portion as a mark. Further, by forming the interlayer electrode on the outer surface of the laminate, it is possible to use an inexpensive manufacturing apparatus as compared with a case where a through hole is formed in a laminated electro-mechanical energy conversion element as in the related art. In addition to this, the time required for forming the external electrodes is shortened, so that the manufacturing cost of the multilayer electromechanical energy conversion element can be reduced.
[0068]
[Invention 2] The invention according to Invention 1, further comprising a polarization step of performing a polarization process on the first layer via the interlayer electrode based on a position of the concave portion in the laminate. A method for manufacturing a laminated electro-mechanical energy conversion element.
[0069]
According to the second aspect of the present invention, by using the concave portion as a mark, the first layer can be easily subjected to a polarization process so as to have a predetermined polarization direction.
[0070]
[Invention 3] The method of manufacturing a laminated electromechanical energy conversion element according to Invention 1, wherein a plurality of the recesses are formed in the recess shape forming step.
[0071]
[Invention 4] A laminated electro-mechanical energy conversion element in which a plurality of first layers having an electro-mechanical energy conversion function and a plurality of second layers made of an electrode material are alternately laminated,
An interlayer electrode formed on an outer surface of the element body and electrically connecting the second layers to each other;
A through-hole formed at a substantially central position of the element body and extending in a stacking direction of the element body;
The first layer is formed on the peripheral surface of the through hole or on the outer surface of the element main body so as to extend in the stacking direction of the element main body. A multilayer electric-mechanical energy conversion element characterized by having a concave portion serving as a reference when performing polarization processing.
[0072]
According to the above invention 4, since the interlayer electrode for electrically connecting the second layers is formed on the outer surface of the element body, the through-hole is formed in the laminated electro-mechanical energy conversion element as in the prior art. The piezoelectric active area can be made larger than in the case of forming. Thereby, when the laminated electro-mechanical energy conversion element is downsized, for example, even when the diameter of the cylindrical laminated electro-mechanical energy conversion element is reduced, a high output can be obtained.
[0073]
In addition, by forming a concave portion on the peripheral surface of the through hole portion or the outer surface of the element body and using the concave portion as a reference, the polarization of the interlayer electrode or the first layer can be easily performed.
[0074]
[Invention 5] The laminated electro-mechanical energy conversion device according to Invention 4, wherein both end faces in the stacking direction of the element body are formed of insulating layers.
[0075]
[Invention 6] A vibrating body including the multilayer electro-mechanical energy conversion element according to the invention 4 or 5, and an elastic body whose vibration is excited by input of a drive signal to the multilayer electro-mechanical energy conversion element.
A driven body that contacts the elastic body,
A vibratory driving device, wherein the vibrating body and the driven body are relatively driven by vibration generated by the vibrating body.
[0076]
[Invention 7] The vibration type driving device according to Invention 6, wherein the laminated electro-mechanical energy conversion element is sandwiched between the elastic members at both ends in the laminating direction.
[0077]
According to the seventh aspect, since the laminated electro-mechanical energy conversion element is directly sandwiched by the elastic body, when the circuit board is arranged between the laminated electro-mechanical energy conversion element and the elastic body as in the related art. In comparison, attenuation of the vibration of the vibrating body can be prevented.
[0078]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an interlayer electrode can be easily formed in the outer surface of a laminated body using a recessed part as a mark.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view (a) and an external perspective view (b) of a laminated piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a laminated piezoelectric element.
FIG. 3 is an external perspective view of a laminated body during the production of the laminated piezoelectric element.
FIG. 4 is a view showing a step of forming an external electrode on the laminated piezoelectric element.
FIG. 5 is an explanatory diagram when a polarization process is performed on the laminated piezoelectric element.
FIG. 6 is an exploded perspective view (a) and an external perspective view (b) of a laminated piezoelectric element according to a modification of the first embodiment.
FIG. 7 is a sectional view of a vibration wave motor incorporating the laminated piezoelectric element of the first embodiment.
FIG. 8 is an exploded perspective view (a) and an external perspective view (b) of a conventional laminated piezoelectric element.
FIG. 9 is an exploded perspective view (a) and an external perspective view (b) of a conventional laminated piezoelectric element.
FIG. 10 is a sectional view of a vibration wave motor incorporating a conventional laminated piezoelectric element.
[Explanation of symbols]
1, 1 ': laminated piezoelectric element 2, 2': concave portion 3: piezoelectric layers 4-1 and 4-2: internal electrode 5: external electrode 6: green sheet 7: laminated body
