JP5006653B2 - Vibrator, vibration wave drive device, and method of manufacturing vibrator - Google Patents
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Description
本発明は、電気量(電圧)を機械量(振動)に変換する電気−機械量変換素子を有する振動子、振動波駆動装置、及び振動子の製造方法に関する。 The present invention, mechanical weight electric quantity (voltage) electric converted to (vibration) - vibrator having a mechanical quantity conversion element, vibration Doha drive, and a method for manufacturing a vibrator.
従来、振動子或いは振動子を用いた振動波駆動装置に関する技術に関しては数多く提案されている。従来の振動波駆動装置としては図9に示すものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, many techniques related to a vibrator or a vibration wave driving apparatus using the vibrator have been proposed. As a conventional vibration wave driving device, one shown in FIG. 9 has been proposed (for example, see Patent Document 1).
図9は、従来例(特許文献1)に係る振動波駆動装置の内部構造を示す断面図である。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing an internal structure of a vibration wave driving device according to a conventional example (Patent Document 1).
図9において、振動波駆動装置は、振動子900、移動体901を備えており、外部電源902と接続されている。振動子900と移動体901は、コイルバネ910により加圧された状態に接触されている。振動子900は、5つの圧電素子(電気−機械量変換素子)903と、6つの導電板909と、振動子を支持する支持体905と、振動波駆動装置を他の部品に固定する固定部材906を有する。外部電源902は、接地電位を発生する接地電極902gと、正弦波電位を発生する正弦波電極902aと、余弦波電位を発生する余弦波電極902bを有する。
In FIG. 9, the vibration wave driving device includes a
振動子900において、圧電素子903は、それぞれ中空構造の円環形状に形成されている。導電板909は、それぞれ円板形状に形成されている。圧電素子903は、導電板909にそれぞれ挟みこまれ、軸方向に積み重ねられている。支持体905は、導電性の材料により形成されており、圧電素子903の中空構造の内径側に配設されている。6つの導電板909の内の3つは、振動波駆動装置が外部電源902と接続されたときに接地電位となる接地導電板909gである。
In the
上記3つの接地導電板909gは、内径側に圧電素子903よりはみ出した部分があり、このはみ出した部分が導電性の支持体905に接触している。これにより、3つの接地導電板909gは電気的に接続されている。3つの接地導電板909gの内の1つは、外径側に圧電素子903よりはみ出した部分があり、このはみ出した部分が外部電源902の接地電極902gと電気的に接続され、3つの接地導電板909gを接地電位としている。
The three ground
このように、従来の振動波駆動装置では、3つの接地導電板909gを内径側に圧電素子903よりはみ出させ、且つ、1つの接地導電板909gを外径側に圧電素子903よりはみ出させた構造となっている。
しかしながら、上記従来の振動子或いは振動子を用いた振動波駆動装置には以下の課題がある。接地導電板909gを圧電素子903の外径側にはみ出させた構成であるため、振動子の占有体積が大きくなるという問題がある。振動子の占有体積を小さくするために接地導電板909の外径側のはみ出した部分を内径側に設けると、はみ出した部分が外部に露出していないために、はみ出した部分と外部電源902の接地電極902gとの電気的接続が困難になる問題がある。
However, the conventional vibrator or the vibration wave driving device using the vibrator has the following problems. Since the ground
また、接地導電板909gと接触している支持体905を介して、支持体905と外部電源902の接地電極902gの電気的接続を行う構成をとることはできる。しかし、接地導電板909gと支持体905との接触構造は、接地導電板909gを圧電素子903の内径側にはみ出させて支持体905と接触させている構造である。そのため、振動子内周部の構成が複雑化し、振動子や振動波駆動装置の製造時に煩雑な製造工程を必要とする問題がある。
In addition, the
本発明の目的は、簡素な構成を実現とすると共に簡素な製造工程による製造を可能とした振動子、振動波駆動装置、及び振動子の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide enable and the vibrator to manufacture by simple manufacturing process with a achieve a simple configuration, vibration Doha drive, and a method for manufacturing a vibrator.
上述の目的を達成するために、本発明の振動子は、中空構造を有し電気量を機械量に変換する電気−機械量変換素子と、前記電気−機械量変換素子の前記中空構造の内部に少なくとも一部が配設され前記電気−機械量変換素子を支持する支持体とを備え、少なくとも前記電気−機械量変換素子の前記中空構造の内部表面と前記支持体の表面を含む領域に、前記中空構造の内部表面と前記支持体の表面とが電気的に接続するように導電性の被覆が形成されており、前記内部表面に形成された前記導電性の被覆を内周電極としたことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the vibrator of the present invention includes an electro-mechanical quantity conversion element that has a hollow structure and converts an electrical quantity into a mechanical quantity, and an interior of the hollow structure of the electro-mechanical quantity conversion element. And a support body that supports at least a part of the electro-mechanical quantity conversion element, and at least a region including the inner surface of the hollow structure of the electro-mechanical quantity conversion element and the surface of the support body , A conductive coating is formed so that the inner surface of the hollow structure and the surface of the support are electrically connected, and the conductive coating formed on the inner surface is used as an inner peripheral electrode. It is characterized by.
本発明によれば、少なくとも電気−機械量変換素子の中空構造の内部表面と支持体の表面を含む領域に、中空構造の内部表面と支持体の表面とが電気的に接続するように導電性の被覆が形成されており、内部表面に形成された導電性の被覆を内周電極としているため、電気−機械量変換素子と外部電源との電気的接続を簡素な構成で行うことが可能となる。これにより、簡素な構成による振動子及び振動子を用いた振動波駆動装置を提供することが可能となる。また、振動子及び振動波駆動装置を製造する際の簡素な製造工程が可能となる。 According to the present invention, the conductive structure is electrically connected so that the inner surface of the hollow structure and the surface of the support are electrically connected to a region including at least the inner surface of the hollow structure of the electromechanical conversion element and the surface of the support . coating is formed, since the inner circumferential electrode formed conductive coating on the inner surface, the electrical - able to perform electrical connection to the mechanical quantity conversion element and an external power supply with a simple structure and Become. Thereby, it is possible to provide a vibrator having a simple configuration and a vibration wave driving device using the vibrator. In addition, a simple manufacturing process when manufacturing the vibrator and the vibration wave driving device is possible.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る振動波駆動装置の外観を示す斜視図である。図2は、図1の振動波駆動装置の振動子の外観を示す斜視図である。図3は、図1の振動波駆動装置の振動子の内部構造を示す断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a vibration wave driving device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a vibrator of the vibration wave driving device of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the vibrator of the vibration wave driving device of FIG.
図1乃至図3において、振動波駆動装置は、振動子100、移動体101を備えており、振動子100に電気エネルギーを供給する外部電源102と接続されている。移動体101は、円筒形状に形成されており、不図示のコイルバネにより振動子100に対して加圧された状態に接触されている。振動子100は、振動により移動体101の移動または移動体101に対する力の伝達を行う。
1 to 3, the vibration wave driving device includes a
外部電源102は、接地電位を発生する接地電極102gと、正弦波電位を発生する正弦波電極102aと、余弦波電位を発生する余弦波電極102bを有する。振動子100と、外部電源102の接地電極102g、正弦波電極102a、余弦波電極102bとは、リード線103により電気的に接続されている。
The
先ず、振動波駆動装置の振動子100の詳細構成を振動子100の製造工程と共に説明する。
First, a detailed configuration of the
振動子100は、圧電素子1、支持体5、固定部材6を備えている。圧電素子1は、円筒形状に形成されており、電気量(電圧)を機械量(振動)に変換する電気−機械量変換素子である圧電セラミックスとして構成されている。尚、本発明でいう電気−機械量変換素子は、圧電素子以外のその他のものでもよく、圧電素子に限定されるものではない。支持体5は、絶縁材料により形成されており、円板部5aと、該円板部5aの端面中央部から軸方向に延出された軸棒5bとから構成されている。固定部材6は、円板形状に形成されると共に、導電性を有する材料により形成されている。
The
圧電素子1と支持体5は、圧電素子1の一方の端面と支持体5の円板部5aにおける軸棒側の面とが接着により結合されている。圧電素子1と支持体5を結合した後は、圧電素子1及び支持体5からなる結合体の露出している全表面に、メッキ(本実施の形態では無電解ニッケルメッキ)の導電性の被覆3を形成する。
In the
圧電素子1及び支持体5の被覆形成手段としてメッキを用いることで、振動子100の製造時に製造装置が振動子100に触れることなく、振動子100の外部に露出していない表面にも導電性の被覆3を施すことが可能となる。これにより、より簡素で安価な製造工程が可能となる。更に、メッキの種類として無電解ニッケルメッキを用いることで、非導電性の圧電素子1に対しても、特別な工程を設けることなく導電性の被覆3を形成することが可能となる。
By using plating as the coating forming means for the
圧電素子1及び支持体5に導電性の被覆3を形成した後、被覆表面にレーザを照射する。即ち、圧電素子1の外周面の導電性の被覆3を周方向に4分割するように、導電性の被覆3をレーザの熱で溶融し除去することで、電極分割部4を設ける。これにより、圧電素子1の外周面に4つの外周電極3bを形成する。また、圧電素子1の内周面に内周電極3aを形成する。内周電極3a及び外周電極3bは、圧電素子1に電圧を印加するための電極である。更に、外周電極3bと支持体5の外周面との境界部分の導電性の被覆3をレーザの熱で溶融し除去することで、絶縁部7を設ける。
After the
更に、圧電素子1における支持体5と結合されていない端面と内周電極3a及び外周電極3bの境界の導電性の被覆3を、レーザの熱で溶融し除去することで、絶縁部7を設ける。これにより、圧電素子1の端面に、高い耐摩耗性を有する無電解ニッケルメッキの摩擦材被覆3cを形成する。この状態で、4つの外周電極3bと内周電極3aとは各々が絶縁部7により電気的に絶縁されている。
Furthermore, the
導電性の被覆3を除去することで絶縁部7を設けているので、導電性の被覆3を施す前に、導電性の被覆3を施さない箇所にマスキングをする等の煩雑な工程を実施することが不要となる。また、導電性の被覆3の除去方法としてレーザ加工を用いているので、導電性の被覆3を除去する工程において、製造装置が振動子100に触れることなく、振動子100の突出していない部分にも容易に絶縁部7を設けることが可能となる。また、レーザ加工は瞬時に行われるため、圧電素子1への熱の影響も小さく抑えることが可能となる。
Since the insulating
また、導電性の被覆3が、圧電素子1に電圧(電界)を印加する電極である内周電極3aと外周電極3bとを兼ねているため、導電性の被覆3と内周電極3aを別に設ける必要がなくなり、より簡素な製造工程が可能となる。また、電気的に絶縁する絶縁部7により、内周電極3aに接地電位を、外周電極3bに正弦波電位または余弦波電位を独立に印加することが容易になり、より簡素な製造工程が可能となる。
In addition, since the
上記のように導電性の被覆3にレーザ加工を施すことで内周電極3aと外周電極3bを形成した後、内周電極3aと外周電極3bとの間に直流電圧(電界)を印加することで、圧電素子1の分極処理を行う。更に、移動体101を摩擦材被覆3cに加圧し接触するように、移動体101、不図示のコイルバネ、固定部材6を順に支持体5の軸棒5bに通し、支持体5の軸棒5bと固定部材6を接着により固定する。
Applying a DC voltage (electric field) between the inner
次に、圧電素子1・支持体5・固定部材6から構成される振動子100と、圧電素子1に電圧を印加するための外部電源102との接続について説明する。
Next, a connection between the
上述したように、圧電素子1の内周面に形成された内周電極3aと、支持体5の表面の導電性の被覆3と、導電性を有する固定部材6とは電気的に接続されている。リード線103は、固定部材6と外部電源102の接地電極102gとを電気的に接続している。これにより、内周電極3aは外部電源102の接地電極102gと電気的に接続されている。
As described above, the inner
このように、中空構造を有する圧電素子1の内周電極3aと外部電源102の電気的接続を、圧電素子1の中空構造の内部を用いて簡素な構成で行うことが可能になっている。これにより、簡素な構成の振動子及び振動子を用いた簡素な構成の振動波駆動装置を実現することが可能となると共に、簡素な製造工程が可能となる。
As described above, the electrical connection between the inner
また、4つの外周電極3bの内の対向する2つの外周電極3bは、リード線103を介して外部電源102の正弦波の電位を発生する正弦波電極102gと電気的に接続されている。前記以外の2つの外周電極3bは、リード線103を介して外部電源102の余弦波の電位を発生する余弦波電極102bと電気的に接続されている。
Further, two opposing outer
次に、振動波駆動装置の駆動方法について説明する。 Next, a driving method of the vibration wave driving device will be described.
振動波駆動装置の振動子100に対し外部電源102から正弦波電極102a及び余弦波電極102bを介して電圧を印加する。電圧の印加により、外部電源102の発生する正弦波と余弦波の電位の周波数を、振動子100の固有振動数に略一致させ、振動子100を共振させることで、摩擦材被覆3cの表面に楕円運動を発生させる。
A voltage is applied to the
これに伴い、摩擦材被覆3cに加圧された状態に接触されている移動体101は回転運動を行う。上述したように、圧電素子1における支持体5と結合されていない端面の導電性の被覆3の一部を除去することで摩擦材被覆3cを形成しているので、振動子100に別に摩擦材を設ける工程が不要となる。これにより、振動波駆動装置を製造する際に簡素な製造工程の実現が可能となる。
Accordingly, the moving
以上説明したように、本実施の形態によれば、圧電素子1及び支持体5の全表面に導電性の被覆3を形成した後、導電性の被覆3の所定箇所を除去し、圧電素子1に外周電極3bと内周電極3aを形成する。これに伴い、内周電極3aと支持体5の表面が電気的に接続され、支持体と支持体の外部に露出した部分を介して圧電素子1と外部電源102との電気的接続を簡素な構成で行うことが可能となる。これにより、簡素な構成による振動子及び振動子を用いた振動波駆動装置を提供することが可能となる。また、振動子及び振動波駆動装置を製造する際の簡素な製造工程が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, after the
また、導電性の被覆3が圧電素子1に電圧を印加する電極を兼ねているため、導電性の被覆3と圧電素子1に電圧を印加する電極とを別個に設ける必要がなく、より簡素な構成の振動子を実現することが可能となる。更に、導電性の被覆3と圧電素子1に電圧を印加する電極とを同一工程で製造することが可能となり、より簡素な製造工程が可能となる。
Further, since the
また、導電性の被覆3をメッキにより形成しているため、振動子100に導電性の被覆3を施す工程において製造装置が振動子100に触れることなく、振動子100の外部に露出していない表面にも導電性の被覆3を施すことが可能となる。更に、無電解ニッケルメッキを用いているため、非導電性の圧電素子1にも導電性の被覆3を容易に施すことが可能になり、より簡素な製造工程が可能となる。
In addition, since the
また、内周電極3aを支持体5の表面の導電性の被覆3を介して外部電源102と電気的に接続するため、振動子100と外部電源102の接続が容易な振動波振動装置の実現が可能となり、より簡素な製造工程が可能となる。
In addition, since the inner
また、内周電極3aと外周電極3bを電気的に絶縁する絶縁部7を設けているため、内周電極3aと外周電極3bの各々に独立した電圧を印加することが容易になり、より簡素な製造工程が可能となる。更に、絶縁部7を導電性の被覆3を除去することで設けているため、導電性の被覆3を施す前に、導電性の被覆3を施さない箇所にマスキング等の煩雑な工程を施す必要がなくなり、より簡素な製造工程が可能となる。
In addition, since the insulating
また、導電性の被覆3をレーザ加工により除去するため、導電性の被覆3を除去する工程において製造装置が振動子100に触れることなく、振動子100の突出していない部分にも容易に絶縁部7を設けることができ、より簡素な製造工程が可能となる。
In addition, since the
また、圧電素子1における移動体101側の端面に、高い耐摩耗性を有する無電解ニッケルメッキの摩擦材被覆3cを形成しているため、導電性の被覆3を、移動体101に接触する振動子100の摩擦材とすることが可能となる。これにより、振動子100に摩擦材を設ける工程が不要となり、より簡素な製造工程が可能となる。
In addition, since the
[第2の実施の形態]
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る振動波駆動装置の外観を示す斜視図である。図5は、図4の振動波駆動装置の振動子の外観を示す斜視図である。図6は、図4の振動波駆動装置の振動子の内部構造を示す断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a perspective view showing an appearance of a vibration wave driving device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view showing an appearance of a vibrator of the vibration wave driving device of FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the internal structure of the vibrator of the vibration wave driving device of FIG.
図4乃至図6において、振動波駆動装置は、振動子400、移動体401を備えている。振動子400は、圧電素子41、支持体45、固定部材46を備えている。振動子400と、外部電源102の接地電極102g、正弦波電極102a、余弦波電極102bとは、リード線103により電気的に接続されている。また、圧電素子41及び支持体45には、導電性の被覆43が形成されている。また、圧電素子41には、内周電極43aと、電極分割部44を介して外周電極43bとが形成されている。支持体45は、導電性を有する材料から形成されており、円板部45aと軸棒45bから構成されている。
4 to 6, the vibration wave driving device includes a
本実施の形態は、上述した第1の実施の形態に対して、下記の点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第1の実施の形態(図1、図2)の対応するものと同一なので、説明を簡略化または省略する。 The present embodiment is different from the above-described first embodiment in the following points. Since the other elements of the present embodiment are the same as the corresponding ones of the first embodiment (FIGS. 1 and 2) described above, the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が第1の実施の形態と相違する点は、圧電素子41と支持体45とを結合する面が、圧電素子41の内周面と支持体5の円板部45aの外周面となっている点である。このような構成では、圧電素子41の内周寸法と支持体45の円板部45aの外周寸法との差により隙間が生じ易く、圧電素子41の内周電極43aと支持体45の電気的接続は通常は困難である。しかし、導電性の被覆43を施す方法であれば、導電性の被覆43が圧電素子41の内周面と支持体45の円板部45aの外周面との間の隙間に入り込み、圧電素子41と支持体45のより確実な電気的接続が可能である。ここで、導電性の被覆43は半田メッキとなっている。
This embodiment is different from the first embodiment in that the surface where the
本実施の形態では、外周電極43bと内周電極43aの絶縁をとる絶縁部47が、圧電素子41における支持体45と結合している側の端面に位置している。また、圧電素子41における他方の端面での絶縁は、機械加工(研摩加工)により端面の全面の導電性の被覆43を除去することで行われている。機械加工を用いることにより、同時に広い面積の被覆除去を行うことができ、より確実な絶縁を図ることができると共に、振動子400の高い形状精度を容易に得ることが可能となる。これにより、より簡素な製造工程が可能となる。
In the present embodiment, the insulating
上記のように、圧電素子41及び支持体45に導電性の被覆43を形成し、内周電極43a、外周電極43b、絶縁部47を形成した後、圧電素子41における他方の端面に、非導電性で耐摩耗性が高い摩擦材被覆42を形成する。
As described above, the
次に、圧電素子41の内周電極43aと外部電源102の接地電極102gとの電気的接続について説明する。
Next, electrical connection between the inner
圧電素子41の内周電極43aと、圧電素子41の内周面と支持体5の円板部45aの外周面との間の隙間に形成された導電性の被覆43の半田メッキと、支持体45とは、電気的に接続されている。また、支持体45の円板部45aの底面の導電性の被覆43と、外部電源102の接地電極102gとが、リード線103により電気的に接続されている。これにより、内周電極43aと接地電極102gの電気的接続がなされている。
The inner
以上説明したように、本実施の形態によれば、中空構造を有する圧電素子41の内周電極43aと外部電源102との電気的接続を、圧電素子41の中空構造の内部を用いて簡素な構成で行うことが可能となる。これにより、簡素な構成による振動子及び振動子を用いた振動波駆動装置を提供することが可能となる。また、振動子及び振動波駆動装置を製造する際の簡素な製造工程が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the electrical connection between the inner
また、導電性の被覆43を半田メッキにより形成すると共に導電性の被覆43と外部電源102のリード線103とを半田付けで接続しているため、半田付け作業が非常に容易になり、より簡素な製造工程が可能となる。
Further, since the
また、導電性の被覆43を機械加工により除去するため、同時に広い面積の除去を行うことができ、より確実な絶縁が図れると共に高い形状精度を容易に得ることが可能となり、より簡素な製造工程が可能となる。
Further, since the
[第3の実施の形態]
図7は、本発明の第3の実施の形態に係る振動波駆動装置の振動子の外観を示す斜視図である。図8は、図7の振動波駆動装置の振動子の内部構造を示す断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a perspective view showing an appearance of a vibrator of a vibration wave driving device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the internal structure of the vibrator of the vibration wave driving device of FIG.
図7及び図8において、振動波駆動装置は、振動子700、移動体(不図示)を備えている。振動子700は、圧電素子71、支持体75、固定部材76を備えている。振動子700と、外部電源102の接地電極102g、正弦波電極102a、余弦波電極102bとは、リード線103により電気的に接続されている。また、圧電素子71及び支持体75には、導電性の被覆73が形成されている。また、圧電素子71には、内面電極73aと、電極分割部74を介して外面電極73bとが形成されている。支持体75は、導電性を有する材料から形成されており、四角板部75aと四角柱部75bから構成されている。
7 and 8, the vibration wave driving device includes a
本実施の形態は、上述した第1の実施の形態に対して、下記の点において相違する。本実施の形態のその他の要素は、上述した第1の実施の形態(図1、図2)の対応するものと同一なので、説明を簡略化または省略する。 The present embodiment is different from the above-described first embodiment in the following points. Since the other elements of the present embodiment are the same as the corresponding ones of the first embodiment (FIGS. 1 and 2) described above, the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が第1の実施の形態と相違する点は、圧電素子71の内面及び外面の形状が四角形状、支持体75の形状が四角板に四角柱が延出した形状、固定部材76の形状が直方体形状に形成されている点である。また、本実施の形態が第1の実施の形態と相違する点は、圧電素子71と支持体75との結合位置が振動子700に励起する振動変形の節の位置78の近傍となっている点である。
This embodiment is different from the first embodiment in that the shape of the inner surface and the outer surface of the
本実施の形態では、振動子700に対して蒸着により先ず銅の被覆を施し、更に金の被覆を施すことで導電性の被覆73を形成する構成となっている。導電性の被覆73を金属の蒸着により形成しているので、製造装置が振動子700に触れることなく、振動子700の外部に露出していない表面にも導電性の被覆73を形成することが可能となる。これと共に、導電性の被覆73の厚さを均一に形成することが容易になる。
In the present embodiment, the
また、導電性の被覆73を銅と金の蒸着により形成している。これにより、圧電素子71に密着する銅の高い導電性と、表面に露出する金の高い導電性及び高い耐食性により、高い導電性と高い耐食性を兼ね備えた導電性の被覆73を得ることが可能となる。
In addition, the
尚、導電性の被覆73を形成する材料は、銅と金に限定されるものではなく、高い導電性と高い耐食性のニッケルを用いることもできる。また、導電性の被覆73を形成する際に銅・金・ニッケルの内の一つまたはいくつかを組み合わせることで、所望の導電性と耐食性を得ることができる。更に、銅合金・金合金・ニッケル合金を組み合わせることでも同様の効果を得ることができる。
The material for forming the
このように、導電性の被覆73を形成する際において高い導電性と高い耐食性が得られることで、被覆形成工程とは別の工程を用いて導電性の被覆73や表面に高い耐食性の被覆を施すことが不要となる。また、導電性の被覆73の形成方法として蒸着法を用いることで、複数の振動子700に対して同時に被覆処理を行うことが可能となる。
In this way, when the
振動子700に導電性の被覆73を形成した後、レーザ加工により導電性の被覆73を除去することで電極分割部74を設ける。上記一連の製造工程により、圧電素子71の内面には内面電極73aが形成され且つ外面には外面電極73bが形成される。その後、圧電素子71の両端面の全面において機械加工(切削加工)により導電性の被覆73を除去することで、内面電極73aと外面電極73bとの絶縁をとる絶縁部77を設ける。
After forming the
上記のように、圧電素子71及び支持体75に導電性の被覆73を形成し、内周電極73a、外周電極73b、絶縁部77を形成した後、圧電素子71における他方の端面に、非導電性で耐摩耗性が高い摩擦材被覆72を形成する。
As described above, the
次に、圧電素子71の内周電極73aと外部電源102の接地電極102gとの電気的接続について説明する。
Next, electrical connection between the inner
圧電素子71の内面電極73aは、以下のような接続経路により外部電源102の接地電極102gに電気的に接続されている。即ち、内面電極73aは、導電性の被覆73と、導電性を有する支持体75と、導電性を有する固定部材76と、固定部材76に取り付けられたリード線103とを介して、外部電源102の接地電極102gに電気的に接続されている。
The
以上説明したように、本実施の形態によれば、中空構造を有する圧電素子71の内周電極73aと外部電源102との電気的接続を、圧電素子71の中空構造の内部を用いて簡素な構成で行うことが可能となる。これにより、簡素な構成による振動子及び振動子を用いた振動波駆動装置を提供することが可能となる。また、振動子及び振動波駆動装置を製造する際の簡素な製造工程が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the electrical connection between the inner
また、導電性の被覆73を金属の蒸着により形成しているため、振動子700に導電性の被覆を施す工程において製造装置が振動子700に触れることなく、振動子700の外部に露出していない表面にも導電性の被覆73を施すことが可能となる。これと共に導電性の被覆73の厚さを均一に施すことが容易になる。これにより、より簡素な製造工程が可能となる。
In addition, since the
また、導電性の被覆73を銅と金の蒸着、または銅・金・ニッケルの内の任意の組み合わせによる蒸着、または銅合金・金合金・ニッケル合金の組み合わせによる蒸着で形成するため、高い導電性及び耐食性を有する導電性の被覆73の実現が可能となる。これにより、より簡素な製造工程が可能となる。
Further, since the
[他の実施の形態]
上記第1の実施の形態では、圧電素子1と支持体5とを結合する面を、圧電素子1の一方の端面と支持体5の円板部5aにおける軸棒側の面とした構成において、導電性の被覆3を無電解ニッケルメッキで形成したが、これに限定されるものではない。前記構成において、導電性の被覆3を半田メッキ等の他のメッキで形成してもよい。
[Other embodiments]
In the first embodiment, in the configuration in which the surface that couples the
上記第2の実施の形態では、圧電素子41と支持体45とを結合する面を、圧電素子41の内周面と支持体5の円板部45aの外周面とした構成において、導電性の被覆43を半田メッキで形成したが、これに限定されるものではない。前記構成において、導電性の被覆43を無電解ニッケルメッキ等の他のメッキで形成してもよい。
In the second embodiment, in the configuration in which the surface that couples the
上記第3の実施の形態では、圧電素子の内面と外面の形状を四角形とした場合を例に挙げたが、これに限定されるものではない。圧電素子の内面と外面の形状を前記四角形以外の他の形状とした場合でも、上述した各種効果と同様の効果を得ることができる。 In the third embodiment, the case where the shape of the inner surface and the outer surface of the piezoelectric element is a quadrangle is described as an example. However, the present invention is not limited to this. Even when the shape of the inner and outer surfaces of the piezoelectric element is other than the quadrangle, the same effects as the various effects described above can be obtained.
1、41、71 圧電素子(電気−機械量変換素子)
2、42、72 摩擦材被覆
3、43、73 導電性の被覆
3a、43a 内周電極(内部表面に露出させた電極)
3b、43b 外周電極(外部表面に露出させた電極)
3c 摩擦材被覆
4、44、74 電極分割部
5、45、75 支持体
5a、45a 円板部
5b、45b 軸棒
6、46、76 固定部材
73a 内面電極(内部表面に露出させた電極)
73b 外面電極(外部表面に露出させた電極)
75a 四角板部
75b 四角柱部
100 振動子
101 移動体(部材)
102 外部電源
102a 正弦波電極
102b 余弦波電極
102g 接地電極
1, 41, 71 Piezoelectric element (electro-mechanical quantity conversion element)
2, 42, 72
3b, 43b Peripheral electrode (electrode exposed on the outer surface)
3c
73b External electrode (electrode exposed on the external surface)
75a
102
Claims (14)
前記電気−機械量変換素子の前記中空構造の内部に少なくとも一部が配設され前記電気−機械量変換素子を支持する支持体とを備え、
少なくとも前記電気−機械量変換素子の前記中空構造の内部表面と前記支持体の表面を含む領域に、前記中空構造の内部表面と前記支持体の表面とが電気的に接続するように導電性の被覆が形成されており、前記内部表面に形成された前記導電性の被覆を内周電極としたことを特徴とする振動子。 An electromechanical conversion element that has a hollow structure and converts an electrical quantity into a mechanical quantity;
A support body that is disposed at least partially inside the hollow structure of the electro-mechanical quantity conversion element and supports the electro-mechanical quantity conversion element;
Conductive so that the inner surface of the hollow structure and the surface of the support are electrically connected to at least a region including the inner surface of the hollow structure and the surface of the support of the electromechanical converter . coating is formed, the transducer, characterized in that the inner circumferential electrode a coating of the conductive formed on the inner surface.
前記内周電極と前記外周電極とを電気的に絶縁する絶縁部を設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の振動子。 Forming a conductive coating on the outer surface of the hollow structure of the electromechanical conversion element, and removing the predetermined portion of the conductive coating formed on the outer surface, thereby remaining on the outer surface; Conductive coating as outer electrode,
Vibrator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that an insulating unit for electrically insulating the outer circumferential electrode and the inner electrode.
前記振動子の振動により、前記振動子に接触させた部材の移動又は前記部材に対する力の伝達を行うことを特徴とする振動波駆動装置。 A vibration wave driven apparatus having a transducer as claimed in any one of claims 1 to 10,
A vibration wave driving device that performs movement of a member in contact with the vibrator or transmission of a force to the member by vibration of the vibrator.
少なくとも前記電気−機械量変換素子の前記中空構造の内部表面と前記支持体の表面を含む領域に、前記中空構造の内部表面と前記支持体の表面とが電気的に接続するように導電性の被覆を内周電極として形成する工程を有することを特徴とする振動子の製造方法。 Conductive so that the inner surface of the hollow structure and the surface of the support are electrically connected to at least a region including the inner surface of the hollow structure and the surface of the support of the electromechanical converter. A method of manufacturing a vibrator comprising a step of forming a coating as an inner peripheral electrode.
前記外部表面に形成された前記導電性の被覆の所定部分を除去することにより前記外部表面に残った前記導電性の被覆を外周電極として形成する工程と、 Forming the conductive coating remaining on the external surface as an outer peripheral electrode by removing a predetermined portion of the conductive coating formed on the external surface;
を更に有することを特徴とする請求項13に記載の振動子の製造方法。The method of manufacturing a vibrator according to claim 13, further comprising:
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