JP5457443B2 - 圧電素子、及び電気的接続の形成方法 - Google Patents
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Description
この種の圧電素子は、様々なものに適用されている。代表的な適用例の1つはアクチュエータであり、制御電圧の使用によって、圧電素子に例えば伸縮振動のような振動を誘起させる。圧電素子の自然共振周波数は、その弾性特性に加え素子の寸法形状によって定まる。そして、これらにより、圧電素子に与えられる電気的励起に対する圧電素子の応答特性が定まる。
具体的には、第2主要面の段部が、第1主要面における第1部分領域及び第2部分領域以外の領域に対応して配設される。
10a 圧電材料
10 第1主要面
11 第2主要面
12,13 長手方向の側面部
14 幅方向の側面部
21,22 電極
30,30’ 金属被覆層
31,31’ 第1部分領域
40,40’,42 第2部分領域
51,52,53 周縁部
D,E 距離
Claims (15)
- 少なくとも2つの第1電極(21)と、圧電材料(10a)を介して前記第1電極(21)から離間し、前記第1電極(21)の間に配置された少なくとも1つの第2電極(22)とを備え、第1主要面(10)と、前記第1主要面(10)の裏側となる第2主要面(11)と、第1側面部(12)とを有した電気機械変換部(1)と、
前記第1主要面(10)の第1部分領域(31)と、前記第1側面部(12)において前記第1主要面(10)の前記第1部分領域(31)に隣接する部分領域(40)とに連続的に設けられた第1金属被覆層(30)とを備え、
前記第1側面部(12)の前記部分領域(40)は、前記第2主要面(11)の周縁部(51)から絶縁可能な距離(D)をもって離間すると共に、前記少なくとも2つの第1電極(21)と電気的に接続されている圧電素子であって、
前記第1側面部(12)の反対側に位置する第2側面部(13)に、前記少なくとも2つの第1電極(21)と電気的に接続された金属被覆層が溶射により形成されて前記第1主要面(10)の前記第1部分領域(31)に隣接する部分領域(41)を備え、
前記第2側面部(13)の前記部分領域(41)は、前記第2主要面(11)の周縁部(52)から絶縁可能な距離(D)をもって離間しており、
前記電気機械変換部(1)は第3側面部(14)を更に備え、
前記第3側面部(14)は、前記少なくとも2つの第1電極(21)と電気的に接続された金属被覆層(30)が設けられて前記第1主要面(10)の前記第1部分領域(31)に隣接する部分領域(42)を有し、
前記第3側面部(14)の前記部分領域(42)は、前記第2主要面(11)の周縁部(53)から絶縁可能な距離(D)をもって離間している
ことを特徴とする圧電素子。 - 前記第3側面部(14)は、前記電気機械変換部(1)の幅方向側面を形成していることを特徴とする請求項1に記載の圧電素子。
- 前記第1側面部(12)の前記第1部分領域外となる前記電気機械変換部(1)の部分領域(61)において前記少なくとも2つの第1電極(21)は、前記第1側面部(12)の表面から距離(E)をおいて離間していることを特徴とする請求項1または2に記載の圧電素子。
- 前記電気機械変換部(1)の前記第1主要面(10)において前記第1部分領域(31)から離間した第2部分領域(31’)と、前記第2部分領域(31’)に隣接する、前記第1及びまたは第3側面部(12,14)の部分領域(40’,14’)とに形成された第2金属被覆層(30’)を更に備え、
前記第2部分領域(31’)に隣接する前記部分領域(40’,14’)は、前記第2主要面(11)の前記周縁部(51,53)から距離(D)をおいて離間し、前記第2金属被覆層(30’)は、前記少なくとも1つの第2電極(22)と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1〜3の1つに記載の圧電素子。 - 前記第1、第2及びまたは第3側面部(12,13,14)の前記部分領域(40,41,42)は、前記第2主要面(11)の周縁部(51,52,53)から、2μm〜25μm、特に2μm〜14μmの距離(D)をもって離間していることを特徴とする請求項1〜4の1つに記載の圧電素子。
- 前記金属被覆層(30,30’)は、0.3μm〜5μm、特に0.5μm〜2μmの厚さを有することを特徴とする請求項1〜4の1つに記載の圧電素子。
- 前記第1主要面または前記第2主要面に段部(70)を有することを特徴とする請求項1〜5の1つに記載の圧電素子。
- 前記段部(70)は、前記第1及びまたは第2部分領域(30,31’)外となる前記電気機械変換部(1)の部分領域(61)に配設されることを特徴とする請求項7に記載の圧電素子。
- 前記金属被覆層は、前記部分領域(31,31’,40,40’,41,41’)に溶射されて形成されることを特徴とする請求項1〜8の1つに記載の圧電素子。
- 前記金属被覆層は、前記第1主要面(10)及び前記側面部(12,13,14)に実質的に同時に形成されることを特徴とする請求項1〜9の1つに記載の圧電素子。
- 少なくとも2つの第1電極(21)と、圧電材料(10a)を介して前記第1電極(21)から離間し、前記第1電極(21)の間に配置された少なくとも1つの第2電極(22)とを備え、第1主要面(10)と、前記第1主要面(10)の裏側となる第2主要面(11)と、第1側面部(12)とを有した電気機械変換部(1)を圧電素子に設ける工程と、
前記第1主要面(10)の第1部分領域(31)と、前記第1側面部(12)において前記第1主要面(10)の第1部分領域(31)に隣接する部分領域(40)とに、連続的な金属被覆層(30)を溶射により形成し、このとき、前記第1側面部(12)の前記部分領域(40)を、前記第2主要面(11)の周縁部(51)から距離(D)をおいて離間させると共に、前記第1側面部(12)の前記部分領域(40)にある前記金属被覆層(30)を、前記少なくとも2つの第1電極(21)と電気的に接続する工程と
を備え、
前記連続的な金属被覆層(30)は、前記第1側面部(12)の反対側に位置する第2側面部(13)の部分領域(41)にも溶射により形成され、このとき前記第2側面部(13)の前記部分領域(41)が前記第2主要面(11)の周縁部(52)から距離(D)をおいて離間すると共に、前記金属被覆層(30)が前記少なくとも2つの第1電極(21)と接続され、
前記連続的な金属被覆層(30)は、前記電気機械変換部(1)の幅方向側面を形成する第3側面部(14)の部分領域(42)にも溶射により形成され、このとき前記第3側面部(14)の前記部分領域(42)が前記第2主要面(11)の周縁部(53)から絶縁可能な距離(D)をもって離間すると共に、前記金属被覆層(30)が前記少なくとも2つの第1電極(21)と接続される
ことを特徴とする電気的接続の形成方法。 - 前記距離は、2μm〜14μmの範囲にあることを特徴とする請求項11に記載の電気的接続を形成する方法。
- 前記金属被覆層(30)は、前記第1主要面(10)の前記部分領域(31)と、前記第1側面部(12)の前記部分領域(40)との間の周縁部(55)を覆って設けられることを特徴とする請求項11または12に記載の電気的接続の形成方法。
- 前記金属被覆層(30,30’)に対する接続は、前記第1主要面(10)の前記部分領域(31)において行われることを特徴とする請求項11または12に記載の電気的接続の形成方法。
- 前記第2主要面(11)は金属被覆層から分離されていることを特徴とする請求項1〜10の1つに記載の圧電素子。
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