JP5062927B2

JP5062927B2 - 振動波駆動装置

Info

Publication number: JP5062927B2
Application number: JP2001152512A
Authority: JP
Inventors: 裕丸山; 信行小島; 徹江崎
Original assignee: Canon Inc; Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Canon Inc; Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2001-05-22
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2021-05-22
Also published as: JP2002353530A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動波駆動装置に関するもので、とくに、積層化された積層電気−機械エネルギー変換素子の層間の接続を図るスルーホールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気−機械エネルギー変換機能を有する圧電材料は様々な圧電素子や圧電装置として多種多様に用いられている。とりわけ、最近の傾向として、これらの圧電素子や圧電装置は、単一の板状で使うのではなく、薄いシ−ト状で多数枚重ねて積層化した構造が使われるようになってきた。
【０００３】
これは、単一の板状の圧電素子と比べ、積層化によって、低い印加電圧で大きな変形歪や大きな力が得られることが大きな理由である。さらに、シ−ト成形法や積層化の製造方法が普及し、一層あたりの厚さを薄くし、小型で高性能な積層化された圧電素子や圧電装置が容易に作れるようになってきたためである。
【０００４】
例えば、振動波駆動装置の一つの例である振動波モ−タ用の積層圧電素子として、特開平６―７７５５０号公報、特開平６―１２０５８０号公報、特開平８―２１３６６４号公報等が提案されている。また。その他の例として振動ジャイロ用、圧電トランス用の積層圧電素子なども数多く提案されている。
【０００５】
このような種々の用途に使用される積層化された電気―機械エネルギー変換素子は、電極領域を形成した電気―機械エネルギー変換機能を有する層状の材料を複数層重ねた構造であり、つまり、代表的な例としては、電極材料で形成された電極の層（以下、内部電極と呼ぶ）を表面に設けた圧電セラミックスの層（以下、圧電層と呼ぶ）を複数層重ねた構造となっている。
【０００６】
そして、最近は、積層化された複数の内部電極を接続するための層間配線として、圧電層の層内に穴を設け電極材料を埋め込んだスルーホール（またはバイヤホ−ルと言う）を、例えば、特開平６―１２０５８０号公報、特開平８―２１３６６４号公報等のように用いるのが、より一般的になってきた。なお、特開平６―７７５５０号公報は外部に層間配線としての外部電極を用いた例である。
【０００７】
これは、製造装置や製造技術の向上で、スルーホールの位置決めが高精度になったことで、電気的な接続に対するの信頼性が高くなったこと、さらに、スルーホールを用いることで素子の小型化が図れることなど利点があるためである。
【０００８】
図８は特開平８―２１３６６４号公報に記載の従来の積層圧電素子を示したもので、積層圧電素子３１は内部電極を接続するために、全てスルーホール１６を用いており、図９のように振動波モ−タ４０に組み込まれて、例えばカメラ用レンズのオ−トフォ−カスのモ−タとして既に実用化されている。
【０００９】
図８において、中心部に貫通孔が形成された円板形状の積層圧電素子３１は、内径側に黒丸で示すスルーホール３６を形成し、積層化された圧電層間の導通を得るようにしたものである。積層圧電素子３１を構成する２種の圧電層３２、３３の表面には4分割された内部電極（電極パタ−ン）３４（３４−１、３４−２、３４−３、３４−４）と、３５（３５−１、３５−２、３５−３、３５−４）が設けられている。
そして、表面層の第１層以下は、第２層から第２５層まで、圧電層３２と３３が交互に配置されている。各圧電層の内径側には図中黒丸で示すスルーホール３６が形成され、１枚おきに重ねられた各圧電層３２における各内部電極３４の分割された４つの電極部３４（３４−１、３４−２、３４−３、３４−４）が重ねられた方向で導通するように４本のスルーホールが電極部に設けられている。
【００１０】
また、もう一方の各圧電層３３においても、同様に各内部電極３５の分割された４つの電極部３５（３５−１、３５−２、３５−３、３５−４）が重ねられた方向で導通するように、さらに４本のスルーホールが電極部に設けられている。ただし、第２５層はその下にはもう層がないのでスルーホールは設けられていない。
【００１１】
そして、これら８本のスルーホール３６は互いに独立し非導通となっており、積層圧電素子３１の表面でスルーホール３６の端部を露出し表面電極３７を形成している。また、各内部電極３４，３５は外径、内径の縁までは形成されて居らず、外径、内径の縁には未電極領域がある。
【００１２】
このように構成された図８の積層圧電素子３１は、以下のような分極処理が施され、振動波駆動装置としての振動波モ−タに適した振動を起こすようになっている。
【００１３】
積層圧電素子３１において、素子内部の各圧電層３３の内部電極３５は４分割された電極部３５（３５−１、３５−２、３５−３、３５−４）からなり、１８０度の位置関係にある電極部３５−１、３５−３と電極部３５−２、３５−４の２つを互いに分極極性が異なるように、＋（プラス）と―（マイナス）に分極している。
【００１４】
すなわち、図に示したように、電極部３５−１、３５−３がＡ＋，Ａ−、電極部３５−２、３５−４がＢ＋，Ｂ−として、各々Ａ相、Ｂ相とし、これらに対向する圧電層３２の内部電極３４の４分割された電極部３４（３４−１、３４−２、３４−３、３４−４）も同じく１８０度の位置にある電極部３４−１、３４３と電極部３４−２、３４−４の２つをＡＧ相、ＢＧ相とし、電気的にグランドとしている。
【００１５】
図９は、積層圧電素子３１を振動体４１に組み込んだ振動波駆動装置としての棒状の振動波モ−タ４０の断面図である。積層圧電素子３１は、振動体４１の弾性体である金属部品４２と４３の間に、外部電源と接続する配線基板３８と直接接触し、ボルト４４により挟持されている。そして、積層圧電素子３１の８個の表面電極３７と配線基板３８の電極パタ−ンは電気的に接続される。
【００１６】
棒状振動波モ−タ４０の駆動原理は、積層圧電素子３１を組み込んだ振動体４１に、直交する２つの曲げ振動を発生させ、これと加圧接触するロ−タ４７を摩擦力により駆動させるものである。
【００１７】
すなわち、Ａ相、Ｂ相に対向するＡＧ相、BＧ相をグランドとし、Ａ相に振動体の固有振動数とほぼ一致した高周波電圧を印加、さらに、Ａ相と空間位相位置の９０度異なるＢ相に、Ａ相とは電気的に９０度位相の異なる同じ振動数の高周波電圧を印加し、振動体４１に発生する２つの曲げ振動の合成により駆動振動を得る。
【００１８】
そして、振動体４１に発生する駆動振動により、金属部品４２の一方の面に、バネ４５、バネ支持体４６を介して加圧接触するロ−タ４７を摩擦駆動し、ロ−タ４７と一体に回転する出力部材としてのギア４８により駆動力が出力される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、さらに小型の振動波モ−タを開発するために、従来の振動波モ−タを検討したところ、積層圧電素子には次の課題があることがわかってきた。
【００２０】
スルーホールを用いた積層圧電素子は、スルーホールとこのスルーホールとは基本的に導通させない別の内部電極の電極部とを非導通とするために、スルーホールの周囲に絶縁部（図８において未電極形成部３９の領域）を設ける必要がある。
【００２１】
積層圧電素子を、図８の従来の電極の構成のように、内径側にスルーホールを形成したまま、積層圧電素子の外径を小さくすると、スルーホールの周囲には円形状の絶縁部があるため、振動波モ−タを駆動するために必要な圧電活性部（内部電極３４，３５の各電極部に挟まれた部分）の領域を充分に広く取ることが出来ない。これでは、小型の振動波モ−タの性能はほとんど期待できないことがわかった。
【００２２】
本出願に係る発明は、さらなる小型の振動波モ−タの性能向上に対して、有効な振動波駆動装置を提供しようとするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
複数の電極領域を形成した電気−機械エネルギー変換機能を有する材料からなる圧電層を複数層重ね、
前記複数層の圧電層に形成された電極領域間をスルーホールを用いて接続した積層電気−機械エネルギー変換素子と、前記積層電気−機械エネルギー変換素子と接する弾性体と、を有する振動体を備えた振動波駆動装置であって、
前記振動体は２つの曲げ振動の合成により前記振動体と加圧接触するロータを回転駆動し、前記複数層の圧電層は夫々、円板形状であり、
少なくとも複数の前記スルーホールは、前記圧電層の外径または内径、もしくは外径と内径に形成され、前記スルーホールに充填された充填物が前記圧電層の外径または内径の端面に露出していることを特徴とする。
【００２４】
第２の発明は、上記第１の発明で、前記スルーホールは、略長円形状に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
前記圧電層の外径部または内径部に形成されたスルーホールの端面から外部との導通を図れるようにしたことを特徴とする。
【００２６】
スルーホールの周囲の絶縁部は、前記圧電層の外径部または内径部のスルーホールを中心に略同心に形成されていることを特徴とする。
【００２７】
前記複数層の圧電層における各複数の電極領域は夫々、スルーホールとその周囲の絶縁部を除き、前記圧電層の外径または内径の縁まで達していることを特徴とする。
【００２８】
最上層と最下層の圧電層には前記スルーホールを形成していないことを特徴とする。
【００２９】
第７の発明は、上記第１または第２の発明で、外径部端面に臨む１層または複数層での前記スルーホールを目印として用いたことを特徴とするもので、目視などで、素子の識別や素子の円周方向の位置を判断したりすることが可能である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態を示す。本実施の形態の積層電気−機械エネルギー変換素子としての積層圧電素子１は、中心部に形成された貫通孔を内径部とし、スルーホールを用いて、積層された圧電層間の導通を得るようにしたものである。そして、積層圧電素子１の直径は後述するように、従来例より小型化した。
【００３３】
図１に示すように、積層圧電素子１を構成する２種の圧電層２と３の表面には、直径部分を直交するようにして十字形に形成されたスリット（未電極形成部）を介して、内部電極４と５が電極部４−１，４−２，４−３，４−４と、電極部５−１,５−２,５−３,５−４に４分割され、表面層（最上層）である第１層以下で、１層おきに第２層から第２５層まで交互に圧電層２と３が配置されている。そして、各内部電極は、各層を構成する円板形状の圧電体の外径および内径の縁まで達している。
【００３４】
各圧電層の外径端には、図中黒丸で示す４個のスルーホール６が形成されている。すなわち、１層おきの各圧電層２の各内部電極４の４つに分割された各電極部４−１、４−２、４−３、４−４が重ねられた状態で導通するように４本のスルーホール６を設けた。
【００３５】
また、各圧電層２の間に配置されたもう一方の各圧電層３の各内部電極５の４つに分割された電極部５−１、５−２、５−３、５−４が重ねられた状態で導通するように、さらに４本のスルーホール６を設けた。ただし、第２５層だけはその下の層には導通する必要がないのでスルーホールは設けられていない。これら８本のスルーホール６は互いに独立し非導通とした。
【００３６】
また、これら８本の各スルーホール６は積層圧電素子１の表面にスルーホール６の端部を露出しスルーホール径と同じ大きさの８個の表面電極７を形成している。
【００３７】
上記のような構成にした後、以下のような従来例と同じように分極処理を行い、振動波モ−タに適した分極極性を与えた。すなわち、積層圧電素子１において、内部の圧電層３の内部電極５の４分割された電極部５−１、５−２、５−３、５−４を、１８０度の位置関係にある電極部５−１、５−３と５−２、５−４の各２つの電極部が互いに分極極性が+（プラス）と−（マイナス）とに異なるように分極した。
【００３８】
すなわち、図示したように、電極部５−１、５−３がＡ＋、Ａ−と５−２、５−４がＢ＋，Ｂ−、そして各々Ａ相、Ｂ相とした。そいて、これらに対向する圧電層２の内部電極４の４分割された電極部４−１、４−２、４−３、４−４も同じく１８０度の位置にある電極部４−１、４−３と４−２、４−４を各々ＡＧ相、ＢＧ相とし、電気的にグランドとした。
【００３９】
図３は積層圧電素子１を、従来と構造的にはほぼ同じであるが、直径の小さい棒状の小型振動波モ−タ２０を構成する振動体２１に組み込んだ図である。
【００４０】
積層圧電素子１は、振動体２１の弾性体である金属部品２２，２３とボルト２４により、配線基板８が積層圧電素子１と機械的に密着するようにして締め付けた。
【００４１】
配線基板８は配線用の電極パタ−ンが設けられており、積層圧電素子１の各々の表面電極７と電気的に導通し外部電源と接続が図られている。配線基板８は通常使用されている厚さ２５μｍのポリイミドからなるシ−トに厚さ３５μｍの銅箔を配線用のパタ−ニングしたものである。
【００４２】
そして、従来例と同じように、Ａ相、Ｂ相に対向するＡＧ相、ＢＧ相をグランドとして、Ａ相に振動体の固有振動数とほぼ一致した高周波電圧を印加し、さらに、Ａ相と空間位相位置の９０度異なるＢ相に、Ａ相とは電気的に９０度位相の異なる同一振動数の高周波電圧を印加した。こうして、振動体２１の２つの曲げ振動の合成により得られる駆動振動により、バネ３０、バネ支持体３１を介して、弾性体である２２の一方の面に加圧接触したロ−タ２７を摩擦力により駆動し、ロ−タ２７と一体に回転する出力部材としてのギア２８により駆動力が出力される。
【００４３】
本実施の形態の積層圧電素子は、具体的には、外径が6ｍｍ、内径が1.7ｍｍ、厚さが約1.6ｍｍ、圧電層の厚さが約60μｍ、内部電極の厚さが２から３μｍとし、圧電層の全層数は25層、内部電極は24層とした。また、スルーホールの直径は0.35ｍｍである。また、弾性体である金属部品２２，２３の外径も同じ6mmである。
【００４４】
前述の従来例の積層圧電素子は、外径が10ｍｍ、内径が2.8ｍｍ、厚さが約2.3ｍｍ、圧電層の厚さが約90μｍ、内部電極の厚さが２から３μｍで、圧電層の全層数は25層であった。
【００４５】
本実施の積層圧電素子は従来例より外径を小さくし、さらに、一層あたりの厚さも薄くしている。
【００４６】
本実施の形態の積層圧電素子の製造法は、圧電層となる、圧電セラミックス粉末と有機バインダ−からなるグリ−シ−ト上に、はじめに、スルーホールを作るための孔を開け、その孔に銀・パラジウム粉末ペ−ストを充填し、次に内部電極となる銀・パラジウム粉末ペ−ストをスクリ−ン印刷で形成し、各々を重ね、加熱しながら加圧し積層化した。そして、焼成前に内径部を機械加工で開けた。その後、鉛雰囲気中で、約１１００℃で焼成し、焼成後、分極した後、両面ラップ加工を行い、最後に外径部を機械（研削）加工で加工し製作した。
【００４７】
なお、上記圧電層となるグリ−ンシ−トは、１枚の大きなものから複数個を得るようにしており、例えば、四角形に形成され、これを重ね合わせたものを焼成し、焼成後に外形部を円形形状に機械加工を施すようにしている。したがって、積層圧電素子１の完成品において、スルーホール６は圧電層２、３の外形端に半円形状に形成されているが、スルーホール６の焼成前における状態は、図７（ａ）に示すように、外形端となる位置を中心に斜線で示す円形（焼成前に直径0.35ｍｍ）に形成され、最後に機械加工で外径を円形に形成することで、スルーホール６が二重斜線で示す略半円形状に形成される。
【００４８】
本実施の形態では外径のところをねらってスルーホールを形成した。現状、製造上のスルーホールの外径に対する位置精度は、最終的に、機械加工後で±0.1ｍｍであり、スルーホール内の充電物が削れ取られないようにスルーホールの直径をやや大きくし0.35ｍｍとした。
【００４９】
また、このスルーホールの周囲の略1/4円形形状の絶縁部の半径は、外径上のスルーホールから約0.6ｍｍとした。ちなみに、電極層を分けるスリットも約0.4mmである。
【００５０】
これらの値は使用時に確実に絶縁が取れる寸法であり、積層圧電素子の製造上の各電極部やスルーホールの位置ずれや使用条件などを考慮して決める値である。将来には、製造技術の改良により、さらに小さくしたい。
【００５１】
このように、本実施の形態の積層圧電素子１は、スルーホール６と表面電極７を素子の外径端部に形成し、スルーホールの周囲に形成された絶縁部の面積をほぼ半減状態に減少させている。さらに、内部電極は外径と内径端まで領域（図１のハッチングした領域）を広げている。
【００５２】
この結果、振動波モ−タの性能（回転数とトルク）や効率を予想どおり向上させることができた。
【００５３】
（第２の実施の形態）
図２は本発明の第２の実施の形態を示す。
【００５４】
本実施の形態の積層圧電素子１１は、スルーホールを内径と外径にそれぞれ形成したものである。その他の形態や駆動法、製造法などはすべて第１の実施の形態と同じである。
【００５５】
図2に示すように、積層圧電素子１１を構成する２種の圧電層１２と１３の表面にはスリット（未電極形成部）を介して、内部電極１４と１５が4分割され、第１層以下、１層おきに交互に圧電層１２と１３が配置されている。そして、内部電極は外径端および内径端まで達している。
【００５６】
各圧電層の外径端部および内径端部には図中黒丸で示すスルーホール１６が形成されており、外形端部に形成されたスルーホール１６は第１の実施の形態と同様に形成され、内径端部に形成されたスルーホール１６は外形端部に形成されるスルーホールと同様にして形成されている。
【００５７】
図3は、積層圧電素子１１を、棒状振動波モ−タ２０を構成する振動体２１に組み込んだ図である。積層圧電素子１１は配線基板１８を挟み、振動体２１の金属部品２２，２３と全面で接触し、ボルト２３により締め付けられている。
【００５８】
本実施の形態の積層圧電素子は第1の実施の形態の積層圧電素子と異なり、内径にもスルーホールを有している。これは、複数のスルーホールを外径側と内径側に分散させることで、配線基板１８上の、配線用の電極パタ−ンのスペ−スに余裕ができ、設計が簡単になる利点がある。小型振動波モ−タを開発する上で、これの実用上の効果は大きい。
【００５９】
以上の結果、小型の振動波モ−タの性能（回転数とトルク）、さらに、モ−タ効率も向上した。
【００６０】
なお、図２に示す実施の形態では、略半円形状となるスルーホールを内径端部と外形端部にそれぞれ形成したが、全てのスルーホールを内径端側に設けても良い。しかし、前述したように、小径化での内径周辺はかなり面積が小さくなり、配線基板の配線用の電極パタ−ンの設計は相当めんどうになる。よって、好ましくは、スルーホールは外径、または、外径と内径に分散させた方が良い。
【００６１】
（第３の実施の形態）
図４は本発明の第３の実施の形態を示す。
【００６２】
図４に示すように、本実施の形態の積層圧電素子１０は、第１層のスルーホールのない圧電層９を除き、図１に示す第１の実施の形態における積層圧電素子１と同じように、第1層以下で１層おきに第２層から第２５層まで、交互に圧電層２と３が配置されている。ただし、第２５層は最終層であり、その下の層には導通する必要がないのでスルーホールは設けられていない。
【００６３】
そして、積層圧電素子１０は、第１層と第２５層以外の外周面にはスルーホールの断面を露出している。その他の形態や駆動法、製造法などはすべて第１の実施の形態と同じである。
【００６４】
図５は、図４に示す積層圧電素子１０を棒状振動波モ−タ２０´を構成する振動体２１´に組み込んだ図で、積層圧電素子１０は、振動体２０´の弾性体である金属部品２２，２３と端面で接触し、ボルト２３により締め付けられている。
【００６５】
そして、積層圧電素子１０の外周部は、スルーホール６の断面が線状をして露出しているので、図３と異なり、配線基板１９を巻き付け、この露出したスルーホールと外部との導通を図っている。配線基板１９の電極パタ−ンは各８本のスルーホールの断面と振動波モ−タを駆動されるように繋がれる。
【００６６】
第１の実施の形態のように配線基板８を弾性体である金属部品と積層圧電素子の間に挟むと、配線基板は通常のポリイミド樹脂であるから、振動減衰が大きく、その結果、振動波モ−タの性能や効率は悪くなる。とくに、小型の振動波モ−タではこのようなわずかな振動減衰の影響も大きいので、本実施の形態のように、配線基板を挟まない方法は小型振動波モ−タにとって非常に有益である。
【００６７】
以上のように、本実施の形態は小型の振動波モ−タの性能向上にとって効果が大きい。
【００６８】
ここで、配線基板との導通を取る際、露出させるスルーホールは積層圧電素子の全層出す必要は無く、ただ1層のスルーホールの断面であっても導通は取れる。また、露出させるスルーホールの層の位置も、各スルーホール毎に異なっていても良い。これらは配線基板の電極パタ−ンを設計する上でたいへん都合が良い。
【００６９】
ただし、外径にスルーホールを設けない層が増えると、本来の積層圧電素子の圧電活性部である内部電極の面積を減るので、モ−タの性能が落ちる点に注意する必要がある。
【００７０】
（第４の実施の形態）
図６は本発明の第４の実施の形態を示す。
【００７１】
本実施の形態の積層圧電素子１′は、外観上は本発明の第1の実施の形態の積層圧電素子１と同じである。図６に示すように、積層圧電素子１′は、図１の積層圧電素子１と同じように、第1層以下で１層おきに第２層から第２５層まで、交互に圧電層２′と３′が配置されている。
【００７２】
ただし、スルーホールの形状は第１の実施の形態とは異なる。第１の実施の形態における積層圧電素子１のスルーホール６は、図７（a）に示すように、スルーホール６は直径0.35ｍｍの円形状であった。しかしながら、スルーホールの直径が0.35ｍｍほど以上の大きさになると、製造上、中に充填する電極材料が多くなりコストアップになるとか、クラックの発生が起こりやすくなる傾向もある。
【００７３】
そこで、本実施の形態では、図７（ｂ）に示すように、直径の小さい２つのスルーホールを積層圧電素子の半径方向にわずかに重なる部分を有するようにして並べて形成した。なお、この重なる部分は、圧電層２´、３´の外形線を挟んで内外の等距離にそれぞれ中心を有するスルーホール６´が重なった部分である。
【００７４】
このように2つのスルーホール６´を径方向概略沿って、僅かに重なる部分を有するように並べて形成することにより、焼成後は、中に充填した電極材料や圧電層自体の収縮でほぼ長円形状をしたスルーホールになる。
【００７５】
なお、本実施の形態ではスルーホールの直径は0.2ｍｍとした。
【００７６】
このように、スルーホールを半径方向に長軸を有するほぼ長円形状にすることで、製造上、スルーホールの位置精度が多少悪くなっても、外径端部や内径端部にスルーホールを形成することが容易になる。なお、その他の形態や製造法、駆動法などはすべて第１の実施の形態と同じである。
【００７７】
本実施の形態における積層圧電素子１´は、図３に示す上記した第１の実施の形態と同様に棒状振動波モ−タに組込むことができ、この場合、積層圧電素子１′は、振動体２１の弾性体である金属部品２２，２３とボルト２４により、配線基板８が積層圧電素子１と機械的に密着するようにして締め付けた。
【００７８】
なお、本実施の形態における積層圧電素子に形成するスルーホールの形成方法を第２、第３の実施の形態に適用しても良い。
【００７９】
以上の結果、第１の実施の例と全く同じように、振動波モ−タの性能、モ−タ効率は良好であった。
【００８０】
（第５の実施の形態）
前述の実施の形態の説明のように、積層圧電素子の外径部の露出したスルーホールは簡単に素子に作りこむことができる。たとえば、図８の従来例に追加して示した、外径部の露出したスルーホール５０は、振動波モータの組み立て時の積層圧電素子の円周方向の位置決め用の目印（マーク）とすることもでき、素子を側面から見て判断できる。
【００８０】
本来、目印であるから、スルーホールの数は１本または判断可能な複数本とし、目視などで識別できるだけの層数に設ければ良い。つまり、最低１層か複数層に設ければ良い。その他、外観からは識別できない、異なる種類の積層圧電素子などの識別にも有効である。なお、従来は、積層圧電素子の位置決めには最上層に、別の識別用のスルーホールを設け、目印にして、積層圧電素子の上から見て判断し位置決めしていた。
【００８１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、積層圧電素子等の積層電気−機械エネルギー変換素子の小型化に際し、従来のスルーホールの信頼性を確保したまま、積層圧電素子の有効な圧電活性部の面積を拡大し、さらに、外周部に露出したスルーホールの断面に配線基板を取り付け、外部との導通を図ることも可能である。配線基板による振動減衰の影響も少なくでき、小型の振動波モ−タの性能向上に大きく寄与するものである。また、目印としても有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す積層圧電素子の斜視図とその分解斜視図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す積層圧電素子の斜視図とその分解斜視図。
【図３】図１と図６の積層圧電素子を組み込んだ振動波モ−タの断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す積層圧電素子の斜視図とその分解斜視図。
【図５】図４の積層圧電素子を組み込んだ振動波モ−タの断面図。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示す積層圧電素子の斜視図とその分解斜視図。
【図７】（ａ）（ｂ）はスルーホールの形成方法を示す図。
【図８】従来の積層圧電素子の斜視図とその分解斜視図。
【図９】図８の積層圧電素子を組み込んだ振動波モ−タの断面図
【符号の説明】
１、１′、１０、１１積層圧電素子
２、３、２′、３′、１２、１３圧電層
４、５、１４、１５内部電極
６、６′、１６スルーホール
７、７′、１７表面電極
８、１８、１９配線基板
２０、２０′ 振動波モ−タ
２１、２１′ 振動子
５０目印用のスルーホール

Claims

複数の電極領域を形成した電気−機械エネルギー変換機能を有する材料からなる圧電層を複数層重ね、
前記複数層の圧電層に形成された電極領域間をスルーホールを用いて接続した積層電気−機械エネルギー変換素子と、前記積層電気−機械エネルギー変換素子と接する弾性体と、を有する振動体を備えた振動波駆動装置であって、
前記振動体は２つの曲げ振動の合成により前記振動体と加圧接触するロータを回転駆動し、前記複数層の圧電層は夫々、円板形状であり、
少なくとも複数の前記スルーホールは、前記圧電層の外径または内径、もしくは外径と内径に形成され、前記スルーホールに充填された充填物が前記圧電層の外径または内径の端面に露出していることを特徴とする振動波駆動装置。
前記スルーホールは、略長円形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動波駆動装置。
前記圧電層の外径部または内径部に形成されたスルーホールの端面から外部との導通を図れるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動波駆動装置。
スルーホールの周囲の絶縁部は、前記圧電層の外径部または内径部のスルーホールを中心に略同心に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の振動波駆動装置。
前記複数層の圧電層における各複数の電極領域は夫々、スルーホールとその周囲の絶縁部を除き、前記圧電層の外径または内径の縁まで達していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の振動波駆動装置。
最上層と最下層の圧電層には前記スルーホールを形成していないことを特徴とする請求項４に記載の振動波駆動装置。
外径部端面に臨む１層または複数層での前記スルーホールを目印として用いたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動波駆動装置。