JP2023012776A - Piezoelectric element - Google Patents

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Abstract

To provide a piezoelectric element capable of improving vibration efficiency.SOLUTION: A piezoelectric element 1 includes: a piezoelectric body 2 having a first main surface 4A and a second main surface 4B facing each other and a peripheral surface 5 connecting the first main surface 4A and the second main surface 4B, and having a circular shape in plan view; and an electrode 3 provided on at least one of the first main surface 4A and the second main surface 4B, and the thickness of an outer edge portion 3a of the electrode 3 gradually decreases toward an edge 3aa of the outer edge portion 3a.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、圧電素子に関する。 The present disclosure relates to piezoelectric elements.

従来の圧電素子として、例えば特許文献１に記載の圧電素子がある。この従来の圧電素子は、平面視において円形状をなす圧電素体を備えている。圧電素体において互いに対向する一対の主面には、圧電素体より一回り小さい形状の円形の電極がそれぞれ設けられている。一方の電極の領域内には、圧電素体の主面を露出させる開口部が設けられている。この開口部は、電極の極性を識別するためのマークとして機能する。 As a conventional piezoelectric element, there is a piezoelectric element described in Patent Document 1, for example. This conventional piezoelectric element includes a piezoelectric body that is circular in plan view. Circular electrodes each having a shape slightly smaller than that of the piezoelectric element are provided on a pair of opposing main surfaces of the piezoelectric element. An opening that exposes the main surface of the piezoelectric body is provided in the region of one of the electrodes. This opening serves as a mark for identifying the polarity of the electrodes.

実開昭６３－１８７３５８号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-187358

上述のような圧電素子では、所望の特性を得るため、活性部となる領域（主として圧電素体に対して電極が形成される領域）を十分に確保する必要がある。一方で、圧電素体に対する電極の面積が増大すると、電極による変位拘束が増大し、結果として振動効率が低下してしまうおそれがある。 In the piezoelectric element as described above, in order to obtain desired characteristics, it is necessary to secure a sufficient area for the active portion (mainly the area where the electrodes are formed on the piezoelectric body). On the other hand, if the area of the electrodes with respect to the piezoelectric body increases, the displacement constraint by the electrodes increases, and as a result, there is a risk that the vibration efficiency will decrease.

本開示は、上記課題の解決のためになされたものであり、振動効率の向上が図られる圧電素子を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a piezoelectric element capable of improving vibration efficiency.

本開示の一側面に係る圧電素子は、互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、第１の主面及び第２の主面を結ぶ周面とを有し、平面視において円形をなす圧電素体と、第１の主面及び第２の主面の少なくとも一方の設けられた電極と、を備え、電極の外縁部の厚さは、当該外縁部の縁に向かって徐々に小さくなっている。 A piezoelectric element according to one aspect of the present disclosure has a first principal surface and a second principal surface facing each other, and a peripheral surface connecting the first principal surface and the second principal surface, and in a plan view, A piezoelectric body having a circular shape and an electrode provided on at least one of a first main surface and a second main surface, the thickness of the outer edge of the electrode gradually increasing toward the edge of the outer edge. is smaller than

この圧電素子では、圧電素体における第１の主面及び第２の主面の少なくとも一方に設けられた電極の外縁部の厚さが、当該外縁部の縁に向かって徐々に小さくなっている。これにより、活性部となる領域での電極の厚さを電極の外縁部においても確保しつつ、電極による変位拘束を低減することが可能となる。したがって、この圧電素子では、振動効率の向上が図られる。 In this piezoelectric element, the thickness of the outer edge of the electrode provided on at least one of the first main surface and the second main surface of the piezoelectric body gradually decreases toward the edge of the outer edge. . As a result, it is possible to reduce the displacement restraint by the electrode while ensuring the thickness of the electrode in the region to be the active portion even in the outer edge portion of the electrode. Therefore, in this piezoelectric element, it is possible to improve the vibration efficiency.

電極の外縁部における圧電素体と反対側の角部は、丸みを帯びた形状となっていてもよい。このような構成により、活性部となる領域での電極の厚さを電極の外縁部においても確保しつつ、振動効率の最大化を図ることができる。 A corner of the outer edge of the electrode opposite to the piezoelectric body may be rounded. With such a configuration, it is possible to maximize the vibration efficiency while ensuring the thickness of the electrode in the region to be the active portion even in the outer edge portion of the electrode.

電極の外縁部の縁は、第１の主面及び第２の主面の外縁と一致していてもよい。この場合、圧電素子において、活性部となる領域をより拡大することができる。電極の外縁部の縁が第１の主面及び第２の主面の外縁に位置する場合でも、電極の外縁部の厚さが当該外縁部の縁に向かって徐々に小さくなっていることで電極による変位拘束を十分に低減でき、振動効率の向上が図られる。 The edge of the outer edge of the electrode may coincide with the outer edges of the first and second major surfaces. In this case, in the piezoelectric element, the area that becomes the active portion can be further expanded. Even when the edge of the outer edge of the electrode is located at the outer edges of the first main surface and the second main surface, the thickness of the outer edge of the electrode gradually decreases toward the edge of the outer edge. Displacement restraint by the electrodes can be sufficiently reduced, and vibration efficiency can be improved.

電極には、圧電素体を露出させる開口部によって構成された極性表示部が設けられており、開口部における電極の厚さは、当該開口部の縁に向かって徐々に小さくなっていてもよい。極性表示部としての開口部は、非活性部となる領域であり、圧電素子の変位には寄与しない。したがって、かかる開口部における電極の厚さを当該開口部の縁に向かって徐々に小さくすることで、圧電素子の振動の均一性を保つことが可能となる。 The electrode may be provided with a polarity indicator formed by an opening exposing the piezoelectric body, and the thickness of the electrode in the opening may gradually decrease toward the edge of the opening. . The opening as the polarity indicating portion is an inactive portion and does not contribute to the displacement of the piezoelectric element. Therefore, by gradually decreasing the thickness of the electrode in the opening toward the edge of the opening, it is possible to maintain the uniformity of vibration of the piezoelectric element.

開口部の中心は、圧電素体の中心に対して偏心していてもよい。この場合、例えば圧電素子の検査工程において、検査用のセンサの端子を電極の中心に当てることができる。したがって、工程の作業性を担保できる。 The center of the opening may be eccentric with respect to the center of the piezoelectric body. In this case, for example, in the inspection process of the piezoelectric element, the terminal of the sensor for inspection can be brought into contact with the center of the electrode. Therefore, the workability of the process can be secured.

開口部の中心は、圧電素体の中心寄りに位置していてもよい。圧電素子の変位に寄与しない開口部を電極の外縁部側に位置させないことで、圧電素子による径方向への均一な拡がり振動を担保できる。 The center of the opening may be located near the center of the piezoelectric body. By not locating the opening that does not contribute to the displacement of the piezoelectric element on the outer edge side of the electrode, it is possible to ensure uniform spreading vibration in the radial direction of the piezoelectric element.

本開示によれば、振動効率の向上が図られる。 According to the present disclosure, an improvement in vibration efficiency is achieved.

本開示の一実施形態に係る圧電素子の平面図である。1 is a plan view of a piezoelectric element according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1; 図１に示した圧電素子における電極の外縁部の近傍を示す要部拡大断面図である。2 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the outer edge of an electrode in the piezoelectric element shown in FIG. 1; FIG. 図１に示した圧電素子における極性表示部（開口部）の近傍を示す要部拡大断面図である。2 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of a polarity display portion (opening portion) in the piezoelectric element shown in FIG. 1; FIG.

以下、図面を参照しながら、本開示の一側面に係る圧電素子の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a piezoelectric element according to one aspect of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本開示の一実施形態に係る圧電素子の平面図である。また、図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。図１及び図２に示す圧電素子１は、例えば超音波トランスデューサの構成要素として用いられる素子である。超音波トランスデューサは、圧電素子１によって超音波を発生させる、又は圧電素子１が受けた超音波を検出する超音波送受装置である。 1 is a plan view of a piezoelectric element according to an embodiment of the present disclosure; FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. A piezoelectric element 1 shown in FIGS. 1 and 2 is an element used, for example, as a component of an ultrasonic transducer. The ultrasonic transducer is an ultrasonic transmitting/receiving device that generates ultrasonic waves with the piezoelectric element 1 or detects ultrasonic waves received by the piezoelectric element 1 .

超音波トランスデューサが超音波を発する場合には、例えば圧電素子１に交流電圧が印加され、当該交流電圧によって圧電素子１が連続的に変位する。圧電素子１の変位に応じて、超音波トランスデューサから超音波が発生する。超音波トランスデューサが超音波を検出する場合には、例えば受けた超音波に起因する圧電素子１の変位によって圧電素子１に起電力が発生する。起電力の発生によって超音波を受けたか否かが検出され、発生した起電力の大きさによって超音波の音圧又は音圧レベルなどが検出される。 When the ultrasonic transducer emits ultrasonic waves, for example, an AC voltage is applied to the piezoelectric element 1, and the piezoelectric element 1 is continuously displaced by the AC voltage. Ultrasonic waves are generated from the ultrasonic transducer according to the displacement of the piezoelectric element 1 . When the ultrasonic transducer detects ultrasonic waves, for example, an electromotive force is generated in the piezoelectric element 1 due to displacement of the piezoelectric element 1 caused by the received ultrasonic waves. Whether or not an ultrasonic wave is received is detected by the generation of electromotive force, and the sound pressure or sound pressure level of the ultrasonic wave is detected according to the magnitude of the generated electromotive force.

圧電素子１は、図１及び図２に示すように、圧電素体２と、一対の電極３，３とを備えて構成されている。圧電素体２は、全体として薄い円盤状をなしている。すなわち、圧電素体２は、互いに対向する第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂと、第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂを結ぶ周面５とを有し、平面視において円形をなしている。 The piezoelectric element 1 includes a piezoelectric body 2 and a pair of electrodes 3, 3, as shown in FIGS. The piezoelectric element 2 has a thin disc shape as a whole. That is, the piezoelectric body 2 has a first main surface 4A and a second main surface 4B facing each other, and a peripheral surface 5 connecting the first main surface 4A and the second main surface 4B. It is circular in appearance.

圧電素体２は、複数の圧電体層（不図示）が積層されて構成されている。各圧電体層は、圧電材料からなる。本実施形態では、各圧電体層は、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料としては、例えばＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３］、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）が用いられる。各圧電体層は、例えば上述した圧電セラミック材料を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の圧電素体２では、各圧電体層は、各圧電体層の間の境界が認識できない程度に一体化されている。 The piezoelectric body 2 is configured by stacking a plurality of piezoelectric layers (not shown). Each piezoelectric layer is made of piezoelectric material. In this embodiment, each piezoelectric layer is made of a piezoelectric ceramic material. Examples of piezoelectric ceramic materials include PZT[Pb(Zr,Ti)O3], PT( PbTiO3 ) , PLZT[(Pb,La)(Zr,Ti)O3] , or barium titanate ( BaTiO3). Used. Each piezoelectric layer is composed of, for example, a sintered ceramic green sheet containing the piezoelectric ceramic material described above. In the actual piezoelectric body 2, the piezoelectric layers are integrated to such an extent that the boundaries between the piezoelectric layers cannot be recognized.

電極３は、圧電素体２の第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂのそれぞれに設けられている。主として第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂに設けられた電極３，３間に圧電素体２が位置する領域は、電歪効果で伸縮する活性部として機能する。電極３は、導電性材料によって構成されている。導電性材料としては、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ａｇ－Ｐｄ合金などが用いられる。電極は、例えば上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。 The electrodes 3 are provided on the first main surface 4A and the second main surface 4B of the piezoelectric element 2, respectively. A region where the piezoelectric body 2 is located between the electrodes 3, 3 provided mainly on the first main surface 4A and the second main surface 4B functions as an active portion that expands and contracts due to the electrostrictive effect. The electrode 3 is made of a conductive material. Ag, Cu, Ag--Pd alloy, etc. are used as the conductive material. The electrodes are configured as, for example, sintered bodies of conductive paste containing the conductive material.

電極３は、平面視において円形をなし、圧電素体２の第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂと同心に配置されている。本実施形態では、電極３の外縁部３ａの縁３ａａは、第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂの外縁４ａと一致している。つまり、本実施形態では、後述する極性表示部Ｐ（開口部１１）の形成部分を除いて、圧電素体２の第１の主面４Ａの全面及び第２の主面４Ｂの全面が電極３で覆われた状態となっている。電極３の外縁部３ａは、圧電素体２の周面５には張り出しておらず、周面５は、電極３で覆われていない状態となっている。 The electrode 3 has a circular shape in plan view, and is arranged concentrically with the first main surface 4A and the second main surface 4B of the piezoelectric body 2 . In this embodiment, the edge 3aa of the outer edge portion 3a of the electrode 3 coincides with the outer edges 4a of the first main surface 4A and the second main surface 4B. That is, in the present embodiment, the entire first main surface 4A and the entire second main surface 4B of the piezoelectric body 2 are electrodes 3 except for the portion where the polarity display portion P (opening portion 11) to be described later is formed. It is covered with The outer edge 3 a of the electrode 3 does not protrude from the peripheral surface 5 of the piezoelectric element 2 , and the peripheral surface 5 is not covered with the electrode 3 .

第１の主面４Ａ側の電極３には、図１に示すように、極性表示部Ｐが設けられている。極性表示部Ｐは、例えば電極３の径に対して十分に小径の円形の開口部１１によって構成されている。開口部１１においては、第１の主面４Ａが露出するようになっている。このため、極性表示部Ｐは、電極３の色と、開口部１１から露出する第１の主面４Ａの色との違いによって容易に識別可能となっており、電極３，３の極性表示機能を発揮する。 As shown in FIG. 1, the electrode 3 on the first main surface 4A side is provided with a polarity display portion P. As shown in FIG. The polarity display portion P is composed of, for example, a circular opening 11 having a sufficiently small diameter with respect to the diameter of the electrode 3 . At the opening 11, the first main surface 4A is exposed. Therefore, the polarity display portion P can be easily identified by the difference in the color of the electrodes 3 and the color of the first main surface 4A exposed from the opening 11, and the polarity display function of the electrodes 3, 3 can be easily identified. demonstrate.

本実施形態では、開口部１１の中心Ｆ２の位置は、平面視における圧電素体２の中心Ｆ１の位置から偏心した状態となっている。開口部１１の中心Ｆ２を圧電素体２の中心Ｆ１から偏心させることで、例えば圧電素子１の検査用のセンサの端子を圧電素体２の中心Ｆ１（すなわち電極３の中心）に当てることができ、当該検査の作業性を担保できる。また、開口部１１の中心Ｆ２は、圧電素体２の中心Ｆ１寄りに位置していることが好ましい。図１の例では、開口部１１の中心Ｆ２は、圧電素体２の１／２の径を有する円形領域よりも内側に位置している。このように、圧電素子１の径方向への変位に寄与しない開口部１１を電極３の外縁部３ａ側に位置させないことで、圧電素子１による径方向への均一な拡がり振動を担保できる。 In this embodiment, the position of the center F2 of the opening 11 is eccentric from the position of the center F1 of the piezoelectric element 2 in plan view. By offsetting the center F2 of the opening 11 from the center F1 of the piezoelectric element 2, for example, the terminals of the sensor for testing the piezoelectric element 1 can be brought into contact with the center F1 of the piezoelectric element 2 (that is, the center of the electrode 3). It is possible to ensure the workability of the inspection. Further, it is preferable that the center F2 of the opening 11 is located near the center F1 of the piezoelectric body 2. As shown in FIG. In the example of FIG. 1, the center F2 of the opening 11 is positioned inside a circular area having a half diameter of the piezoelectric body 2. In the example of FIG. By locating the opening 11 that does not contribute to the radial displacement of the piezoelectric element 1 on the side of the outer edge 3a of the electrode 3, the piezoelectric element 1 can spread uniformly in the radial direction.

次に、上述した電極３の構成について更に詳細に説明する。 Next, the configuration of the electrodes 3 described above will be described in more detail.

圧電素子１では、図３に示すように、電極３の外縁部３ａの厚さが当該外縁部３ａの縁３ａａに向かって徐々に小さくなっている。図３の例では、電極３の外縁部３ａにおける圧電素体２と反対側の角部Ｖが丸みを帯びた形状となっており、これにより、電極３の外縁部３ａの厚さが当該外縁部３ａの縁３ａａに向かって徐々に小さくなっている。図３では、第１の主面４Ａ側の電極３の外縁部３ａのみを示しているが、第２の主面４Ｂ側の電極３の外縁部３ａについても同様の構成となっている。 In the piezoelectric element 1, as shown in FIG. 3, the thickness of the outer edge portion 3a of the electrode 3 gradually decreases toward the edge 3aa of the outer edge portion 3a. In the example of FIG. 3, the corner V of the outer edge 3a of the electrode 3 on the side opposite to the piezoelectric body 2 has a rounded shape. It gradually becomes smaller toward the edge 3aa of the portion 3a. Although FIG. 3 shows only the outer edge portion 3a of the electrode 3 on the first main surface 4A side, the outer edge portion 3a of the electrode 3 on the second main surface 4B side has the same configuration.

角部Ｖの丸みの曲率に特に制限はないが、例えば１．８×１０５（１／ｍ）～３．０×１０５（１／ｍ）となっている。角部Ｖの丸みの曲率は、１．０×１０５（１／ｍ）～５．０×１０５（１／ｍ）となっていてもよく、１．５×１０５（１／ｍ）～３．５×１０５（１／ｍ）となっていてもよい。また、角部Ｖにおける丸みを帯びた領域の幅（電極３の径方向の幅）は、例えば電極３の半径の０．０６７％～０．１１％程度の幅となっている。当該幅は、電極３の半径の０．０５％～０．１５％程度の幅となっていてもよく、０．０６％～０．１２％程度の幅となっていてもよい。 The curvature of the roundness of the corner V is not particularly limited, but is, for example, 1.8×10 5 (1/m) to 3.0×10 5 (1/m). The curvature of the roundness of the corner V may be 1.0×10 5 (1/m) to 5.0×10 5 (1/m), or 1.5×10 5 (1/m). It may be up to 3.5×10 5 (1/m). Further, the width of the rounded region at the corner V (width in the radial direction of the electrode 3) is, for example, about 0.067% to 0.11% of the radius of the electrode 3. FIG. The width may be about 0.05% to 0.15% of the radius of the electrode 3, or about 0.06% to 0.12%.

また、圧電素子１では、図４に示すように、極性表示部Ｐを構成する開口部１１における電極３の厚さが当該開口部１１の縁１１ａに向かって徐々に小さくなっている。図４の例では、開口部１１の内壁１１ｂが開口部１１の底部（開口部１１から露出する第１の主面４Ａ）に向かって傾斜するなだらかな傾斜面となっている。これにより、開口部１１における電極３の厚さが当該開口部１１の縁１１ａに向かって徐々に小さくなっている。 Further, in the piezoelectric element 1, as shown in FIG. 4, the thickness of the electrode 3 in the opening 11 forming the polarity display portion P gradually decreases toward the edge 11a of the opening 11. As shown in FIG. In the example of FIG. 4, the inner wall 11b of the opening 11 forms a gently sloping surface that slopes toward the bottom of the opening 11 (the first main surface 4A exposed from the opening 11). As a result, the thickness of the electrode 3 in the opening 11 gradually decreases toward the edge 11a of the opening 11 .

開口部１１の底部（開口部１１から露出する第１の主面４Ａ）に対する開口部１１の内壁１１ｂの傾斜角度θは、例えば２．３°～３．５°となっている。傾斜角度θは、１．０°～５．０°となっていてもよく、２．０°～４．０°となっていてもよい。また、開口部１１における電極３の厚さは、必ずしも開口部１１の縁１１ａに向かって一律に小さくなる態様でなくてもよい。例えば開口部１１の内壁１１ｂの一部に緩やかな隆起部分などが存在していてもよい。 The inclination angle θ of the inner wall 11b of the opening 11 with respect to the bottom of the opening 11 (the first main surface 4A exposed from the opening 11) is, for example, 2.3° to 3.5°. The inclination angle θ may be 1.0° to 5.0°, or may be 2.0° to 4.0°. In addition, the thickness of the electrode 3 in the opening 11 does not necessarily have to decrease uniformly toward the edge 11 a of the opening 11 . For example, a part of the inner wall 11b of the opening 11 may have a gently raised portion.

本実施形態では、圧電セラミック材料の成型、脱バインダ処理、焼成を行い、第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂの研磨を行うことで圧電素体２を得る。次に、圧電素体２を厚さ方向に積層して円筒体を形成し、例えばセンタレス研磨によって圧電素体２の周面５を研磨する。周面５を研磨した後、円筒体を各圧電素体２に分離する。そして、分離した圧電素体２の第１の主面４Ａ及び第２の主面４に導電性ペーストをそれぞれ印刷し、当該導電性ペーストの焼き付けを行うことにより電極３，３を形成する。 In this embodiment, the piezoelectric body 2 is obtained by molding, removing the binder, and firing the piezoelectric ceramic material, and polishing the first main surface 4A and the second main surface 4B. Next, the piezoelectric bodies 2 are laminated in the thickness direction to form a cylindrical body, and the peripheral surface 5 of the piezoelectric bodies 2 is polished by, for example, centerless polishing. After polishing the peripheral surface 5 , the cylinder is separated into individual piezoelectric bodies 2 . Then, the electrodes 3 are formed by printing a conductive paste on the first main surface 4A and the second main surface 4 of the separated piezoelectric body 2, respectively, and baking the conductive paste.

導電性ペーストの印刷には、例えばスクリーン印刷を用いることができる。このスクリーン印刷の際、第１の主面４Ａ側の電極３に開口部１１を形成する。開口部１１を印刷でパターニングし、開口部１１の内壁を開口部１１の底部に向かって傾斜するなだらかな傾斜面とすることで、開口部１１における電極３の厚さを当該開口部１１の縁１１ａに向かって徐々に小さくすることができる。また、導電性ペーストの焼き付けの際、当該導電性ペーストの凝集によって表面張力が作用することで、電極３の外縁部３ａにおける圧電素体２と反対側の角部Ｖを丸みを帯びた形状とすることができる。電極３，３を形成した後、洗浄及び分極処理を経て、上述した圧電素子１が得られる。 Screen printing, for example, can be used to print the conductive paste. During this screen printing, openings 11 are formed in the electrodes 3 on the first main surface 4A side. The opening 11 is patterned by printing, and the inner wall of the opening 11 is formed into a gently sloping surface that slopes toward the bottom of the opening 11 . It can gradually decrease towards 11a. In addition, when the conductive paste is baked, surface tension acts due to aggregation of the conductive paste, so that the corner portion V of the outer edge portion 3a of the electrode 3 on the side opposite to the piezoelectric element 2 is rounded. can do. After forming the electrodes 3, 3, the piezoelectric element 1 described above is obtained through cleaning and polarization treatment.

以上説明したように、圧電素子１では、圧電素体２における第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂの少なくとも一方に設けられた電極３の外縁部３ａの厚さが、当該外縁部３ａの縁３ａａに向かって徐々に小さくなっている。これにより、活性部となる領域での電極３の厚さを電極３の外縁部３ａにおいても確保しつつ、電極３による変位拘束を低減することが可能となる。したがって、この圧電素子１では、振動効率の向上が図られる。 As described above, in the piezoelectric element 1, the thickness of the outer edge portion 3a of the electrode 3 provided on at least one of the first main surface 4A and the second main surface 4B of the piezoelectric body 2 is equal to the thickness of the outer edge portion It gradually becomes smaller toward the edge 3aa of 3a. As a result, it is possible to reduce the displacement restraint by the electrode 3 while ensuring the thickness of the electrode 3 in the region serving as the active portion, even at the outer edge portion 3a of the electrode 3 . Therefore, in this piezoelectric element 1, the vibration efficiency is improved.

圧電素子１では、電極３の外縁部３ａにおける圧電素体２と反対側の角部Ｖは、丸みを帯びた形状となっている。このような構成により、活性部となる領域での電極３の厚さを電極３の外縁部３ａにおいても確保しつつ、振動効率の最大化を図ることができる。 In the piezoelectric element 1, the corner V of the outer edge 3a of the electrode 3 on the side opposite to the piezoelectric body 2 has a rounded shape. With such a configuration, it is possible to maximize the vibration efficiency while ensuring the thickness of the electrode 3 in the region that becomes the active portion, even at the outer edge portion 3a of the electrode 3 .

圧電素子１では、電極３の外縁部３ａの縁３ａａが第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂの外縁４ａと一致している。これにより、圧電素子１において、活性部となる領域をより拡大することができる。電極３の外縁部３ａの縁３ａａが第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂの外縁４ａに位置する場合でも、電極３の外縁部３ａの厚さが当該外縁部３ａの縁３ａａに向かって徐々に小さくなっていることで電極３による変位拘束を十分に低減でき、振動効率の向上が図られる。 In the piezoelectric element 1, the edge 3aa of the outer edge portion 3a of the electrode 3 coincides with the outer edges 4a of the first main surface 4A and the second main surface 4B. Thereby, in the piezoelectric element 1, the area that becomes the active portion can be further expanded. Even when the edge 3aa of the outer edge portion 3a of the electrode 3 is located at the outer edge 4a of the first main surface 4A and the second main surface 4B, the thickness of the outer edge portion 3a of the electrode 3 is set to the edge 3aa of the outer edge portion 3a. Since it gradually becomes smaller toward the direction, the displacement restraint by the electrode 3 can be sufficiently reduced, and the vibration efficiency can be improved.

圧電素子１では、圧電素体２を露出させる開口部１１によって構成された極性表示部Ｐが第１の主面４Ａ側の電極３に設けられている。そして、この開口部１１における電極３の厚さは、当該開口部１１の縁１１ａに向かって徐々に小さくなっている。極性表示部Ｐとしての開口部１１は、非活性部となる領域であり、圧電素子１の変位には寄与しない。したがって、かかる開口部１１における電極３の厚さを当該開口部１１の縁１１ａに向かって徐々に小さくすることで、圧電素子１の振動の均一性を保つことが可能となる。 In the piezoelectric element 1, the electrode 3 on the first principal surface 4A side is provided with a polarity display portion P constituted by an opening 11 for exposing the piezoelectric element 2. As shown in FIG. The thickness of the electrode 3 in the opening 11 gradually decreases toward the edge 11a of the opening 11. As shown in FIG. The opening 11 as the polarity indicating portion P is a non-active region and does not contribute to displacement of the piezoelectric element 1 . Therefore, by gradually decreasing the thickness of the electrode 3 in the opening 11 toward the edge 11a of the opening 11, the uniformity of vibration of the piezoelectric element 1 can be maintained.

本開示は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上記実施形態では、電極３の外縁部３ａの縁３ａａが第１の主面４Ａ及び第２の主面４の外縁４ａに一致しているが、電極３の外縁部３ａの縁３ａａが第１の主面４Ａ及び第２の主面４の外縁４ａよりも内側に位置していてもよい。すなわち、電極３の平面形状が第１の主面４Ａ及び第２の主面４Ｂよりも一回り小さい円形状をなしていてもよい。 The present disclosure is not limited to the above embodiments. For example, in the above-described embodiment, the edge 3aa of the outer edge portion 3a of the electrode 3 coincides with the outer edge 4a of the first principal surface 4A and the second principal surface 4, but the edge 3aa of the outer edge portion 3a of the electrode 3 coincides with the outer edge 4a of the second principal surface 4. It may be located inside the outer edges 4a of the first main surface 4A and the second main surface 4. FIG. That is, the planar shape of the electrode 3 may have a circular shape slightly smaller than the first main surface 4A and the second main surface 4B.

また、上記実施形態では、電極３の平面形状が円形となっているが、電極３の平面形状はこれに限られず、矩形、楕円形、多角形等の他の形状であってもよい。第１の主面４Ａ側の電極３の平面形状と、第２の主面４Ｂ側の電極３の平面形状とが互いに異なっていてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the planar shape of the electrode 3 is circular, but the planar shape of the electrode 3 is not limited to this, and may be rectangular, elliptical, polygonal, or any other shape. The planar shape of the electrode 3 on the first principal surface 4A side and the planar shape of the electrode 3 on the second principal surface 4B side may be different from each other.

上記実施形態では、電極３の外縁部３ａにおける圧電素体２と反対側の角部Ｖが丸みを帯びた形状となっているが、電極３の外縁部３ａの厚さが当該外縁部３ａの縁３ａａに向かって徐々に小さくなっているのであれば、他の態様であってもよい。例えば開口部１１の内壁１１ｂのように、電極３の外縁部３ａの縁３ａａに向かって傾斜するなだらかな傾斜面が形成された態様であってもよい。 In the above-described embodiment, the corner V of the outer edge 3a of the electrode 3 on the side opposite to the piezoelectric element 2 has a rounded shape. Other modes may be used as long as the width gradually decreases toward the edge 3aa. For example, like the inner wall 11b of the opening 11, a mode in which a gently sloping surface sloping toward the edge 3aa of the outer edge 3a of the electrode 3 may be formed.

１…圧電素子、２…圧電素体、３…電極、３ａ…外縁部、３ａａ…縁、４Ａ…第１の主面、４Ｂ…第２の主面、４ａ…外縁、５…周面、１１…開口部、Ｆ１…圧電素体の中心、Ｆ２…開口部の中心、Ｐ…極性表示部、Ｖ…角部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Piezoelectric element 2... Piezoelectric body 3... Electrode 3a... Outer edge 3aa... Edge 4A... First main surface 4B... Second main surface 4a... Outer edge 5... Peripheral surface 11 ... opening F1 ... center of piezoelectric element F2 ... center of opening P ... polarity indicator V ... corner

Claims (6)

互いに対向する第１の主面及び第２の主面と、前記第１の主面及び前記第２の主面を結ぶ周面とを有し、平面視において円形をなす圧電素体と、
前記第１の主面及び前記第２の主面の少なくとも一方の設けられた電極と、を備え、
前記電極の外縁部の厚さは、当該外縁部の縁に向かって徐々に小さくなっている圧電素子。 a piezoelectric body having a circular shape in plan view, having first and second principal surfaces facing each other and a peripheral surface connecting the first and second principal surfaces;
an electrode provided on at least one of the first principal surface and the second principal surface;
The piezoelectric element, wherein the thickness of the outer edge of the electrode gradually decreases toward the edge of the outer edge. 前記電極の外縁部における前記圧電素体と反対側の角部は、丸みを帯びた形状となっている請求項１記載の圧電素子。 2. The piezoelectric element according to claim 1, wherein a corner of the outer edge of the electrode opposite to the piezoelectric body is rounded. 前記電極の外縁部の縁は、前記第１の主面及び前記第２の主面の外縁と一致している請求項１又は２記載の圧電素子。 3. The piezoelectric element according to claim 1, wherein the edge of the outer edge portion of the electrode coincides with the outer edges of the first main surface and the second main surface. 前記電極には、圧電素体を露出させる開口部によって構成された極性表示部が設けられており、
前記開口部における前記電極の厚さは、当該開口部の縁に向かって徐々に小さくなっている請求項１～３のいずれか一項記載の圧電素子。 The electrode is provided with a polarity display portion configured by an opening for exposing the piezoelectric element,
The piezoelectric element according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness of the electrode in the opening gradually decreases toward the edge of the opening. 前記開口部の中心は、前記圧電素体の中心に対して偏心している請求項４記載の圧電素子。 5. The piezoelectric element according to claim 4, wherein the center of said opening is eccentric with respect to the center of said piezoelectric body. 前記開口部の中心は、前記圧電素体の中心寄りに位置している請求項５記載の圧電素子。 6. The piezoelectric element according to claim 5, wherein the center of said opening is located near the center of said piezoelectric body.
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