JPH06165540A - 積層型超音波モータ用素子の製造方法 - Google Patents

積層型超音波モータ用素子の製造方法

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JPH06165540A JP33558692A JP33558692A JPH06165540A JP H06165540 A JPH06165540 A JP H06165540A JP 33558692 A JP33558692 A JP 33558692A JP 33558692 A JP33558692 A JP 33558692A JP H06165540 A JPH06165540 A JP H06165540A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化及び低電圧駆動化が可能な積層型超音
波モータ用素子の製造方法を提供すること。 【構成】 グランド用の全面電極が印刷されたグリーン
シートと、２分割電極が印刷されたグリーンシートと
を、前記２分割電極が印刷されたグリーンシートが偶数
枚おきに０°相と９０°相とからなるように積層し、該
積層体を焼成して一体化させた後、上記印刷されたグラ
ンド用の全面電極と、２分割電極とを利用して各々の層
の厚み方向の分極方向が対となる２分割電極間で逆にな
るように分極し、積層型超音波モータ用素子を製造し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層型超音波モータ用
素子の製造方法に関し、特に、その小型化及び低電圧駆
動化を図った積層型超音波モータ用素子の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】積層型超音波モータは、図８に示した如
く、軸１０１の先端に円板状のステータ１０２を取付
け、該ステータ１０２上に非常に狭い隙間を介してリン
グ状のロータ１０３を設置し、前記軸１０１が撓みなが
ら首ふり運動を行なうと、ステータ１０２とロータ１０
３との間に接点が生まれ、その接点がステータ１０２の
外周にそって移動し、ロータ１０３はステータ１０２と
の摩擦によって接点の移動方向と逆の方向に回転する仕
組みのものである。
【０００３】上記積層型超音波モータの具体的構造を、
図９及び図１０に示す。この積層型超音波モータにおい
ては、５層に重ねた圧電素子１０４ａ〜ｅが、上記軸１
０１の首ふり運動を作りだす。それぞれの圧電素子１０
４は、２分割されており、その厚み方向の分極方向が逆
となっている。そのため電圧をかけると、片方が膨張
し、他方は縮小する。電圧の向きを変えると、膨張して
いた方が縮小し、縮小していた方が膨張に転じる。図１
０において、上の２枚の圧電素子１０４ａ，ｂが左右方
向、下の２枚の圧電素子１０４ｃ，ｄが前後方向の撓み
を軸１０１に与え、両者を同期させて首ふり運動にす
る。一番下の圧電素子１０４ｅは、上記４枚の圧電素子
１０４ａ〜ｄの動きを監視するための、共振振動波検出
用圧電素子である。
【０００４】上記した積層型超音波モータは、従来のリ
ング型超音波モータに比し、その形状及び重量で２分の
１以下、コストで３分の１以下となるため、リング型超
音波モータに代わるオートフォーカス一眼レフカメラの
レンズ駆動用等の用途が期待されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子部
品の小型化が推し進められている現在、積層型超音波モ
ータの更なる小型化が望まれている。ここで、上記積層
型超音波モータは、積層された圧電素子１０４ａ〜ｅ
に、首ふり運動を行なわせるための電圧を印加する金属
板１０５ａ〜ｄが、図１０に示したように、圧電素子間
に挿入された状態で積層されているため、該金属板１０
５ａ〜ｄの肉厚により、また電極配線が複雑化すること
により、その小型化に支障が生じていた。
【０００６】また、圧電素子に電圧を印加する際、例え
ばλの変位を得るためにＡボルトの電圧を印加する必要
が有る場合、該圧電素子を１／ｎの肉厚とし、ｎ層積層
した圧電素子の各々にＡ／ｎボルトの電圧を印加すれ
ば、λの変位を得ることが分かっている。即ち、低電圧
駆動化を図るためには、各々の圧電素子の肉厚を薄く
し、多数積層した構造のものとすれば良いことが分かっ
ている。
【０００７】しかしながら、上記した従来の積層型超音
波モータ用素子の製造方法は、圧電粉末にバインダ等を
添加し、成形して得られたグリーンシートを焼成した
後、個々に分極することがなされていたため、あまり肉
厚を薄くすると、各作業工程における取扱いが難しいも
のとなると共に、各圧電素子間に挿入する上記電極用金
属板の数が増え小型化が図れず、また大幅なコストアッ
プとなることから、積層型超音波モータ用素子の低電圧
駆動化にも支障が生じていた。
【０００８】本発明は、上述した従来技術が有する課題
に鑑みなされたものであって、その目的は、積層型超音
波モータ用素子の製造方法を抜本的に変更することによ
り、小型化及び低電圧駆動化を図った積層型超音波モー
タ用素子を低コストで提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、グランド用の全面電極が印刷されたグリー
ンシートと、２分割電極が印刷されたグリーンシートと
を、前記２分割電極が印刷されたグリーンシートが偶数
枚おきに０°相と９０°相とからなるように積層し、該
積層体を焼成して一体化させた後、上記印刷されたグラ
ンド用の全面電極と、２分割電極とを利用して各々の層
の厚み方向の分極方向が対となる２分割電極間で逆にな
るように分極し、積層型超音波モータ用素子を製造し
た。
【００１０】
【作用】上記した本発明にかかる積層型超音波モータ用
素子の製造方法によれば、電圧を印加する電極をグリー
ンシートの段階において印刷し、その後積層して焼成す
るため、従来の如く圧電素子間に電極用の金属板をあら
ためて挿入する必要がなくなり、その全体としての厚さ
を薄くすることができる。また、電極用の金属板は、圧
電素子の変位を若干吸収する作用を果していたが、印刷
された電極はその厚みが薄いものであるため、圧電素子
の変位を吸収する作用は少なく、各々の圧電素子の変位
が、素子全体としての首ふり運動に効率良く利用され、
圧電素子自体の積層枚数、或いは厚さを薄くしても、従
来と同様の首ふり運動を得られることから、装置の小型
化が図れる。
【００１１】また、本発明においては、電極が印刷され
たグリーンシートを積層し、該積層体を焼成して一体化
させた後、上記印刷された電極を利用して各々の層の分
極を行なうものであるため、個々の分極された圧電素子
を先ず作製し、該圧電素子を電極用の金属板をその間に
介在させた状態で積層する上記従来法に比し、その作業
は簡易なものとなり、各層の肉厚の薄いものでも容易に
作製でき、低電圧で駆動する積層型超音波モータ用素子
を提供することが可能となる。
【００１２】なお、上記各々の層間の電極配線を、グリ
ーンシートの段階において穿設されたスルーホールに充
填された導電ペーストにより形成すると、印刷された各
層間の電極にリード線を設け、結線するという作業が不
要となり、更に該素子の小型化及び低電圧駆動化を図る
ことが可能となる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面に従って
詳細に説明する。
【００１４】先ず、既知の圧電粉末にバインダーを加
え、押出し成形又はドクターブレード法により、１００
μｍ程度の厚みをもつグリーンシートを作製した。この
グリーンシートを打ち抜き、外径８ｍｍ、内径３．３ｍ
ｍのリング状のグリーンシートを５枚形成した。
【００１５】打ち抜いた４枚のグリーンシートの表面
に、図１に示す如くグランド用の全面電極と、２分割電
極とを各々印刷した。印刷に使用した導電ペーストは、
Ａｇ−Ｐｄ系又はＰｔ系のものを用いた。残りの１枚の
グリーンシートには、その表面にグランド用の全面電
極、裏面に２分割電極を各々印刷した。
【００１６】電極が印刷された上記５枚のグリーンシー
トを、図２に示す状態に積層した。即ち、第２層が２分
割電極の０°相、第４層が２分割電極の９０°相、第１
層、第３層及び第５層がグランド層（但し第５層の裏面
には、共振振動波検出用の２分割電極が印刷されてい
る。）である。
【００１７】なお、図２において、各層間をつないでい
る太線は、導通がとれていることを示す。この各層間の
導通は、図１に示したようにグリーンシートの段階にお
いて直径０．４ｍｍのスルーホールを穿設し、該スルー
ホールに導電ペーストを充填することにより形成されて
いる。該スルーホールによる電極配線は、図２のＷ−Ｗ
線、Ｘ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ線及びＺ−Ｚ線に沿う断面図であ
る、図３〜図６に示した構造となっている。
【００１８】次に、上記積層したグリーンシートを、焼
成して一体化した。温度等の焼成条件は、従来の圧電素
子の製造時と同様で行なうことができる。
【００１９】得られた焼結体を、例えば１−Ａと２−Ａ
を＋側、１−Ｂと２−Ｂを−側とし、各層の厚み方向の
分極方向が対となる２分割電極間で逆になるように分極
し、積層型超音波モータ用素子を製造した。
【００２０】図７は、更に低電圧駆動化を図った１７層
の積層型超音波モータ用素子の、各々の層の電極パター
ンを示したものである。基本構造は図１と同様で、薄肉
の０°相及び９０°相の２分割電極層、及びグランド層
を増設して一体化することで、より低電圧駆動化を実現
したものである。
【００２１】
【発明の効果】以上述べてきた本発明にかかる積層型超
音波モータ用素子の製造方法によれば、圧電素子間に電
極用の金属板をあらためて挿入する必要がなくなり、そ
の全体としての厚さを薄くすることができると共に、各
々の圧電素子の変位が、素子全体としての首ふり運動に
効率良く利用され、圧電素子自体の積層枚数、或いは厚
さを薄くすることが可能となり、素子の小型化が図れ
る。更に、個々の分極された圧電素子を先ず作製し、該
圧電素子を電極用の金属板をその間に介在させた状態で
積層する従来法に比し、本発明にかかる製法はその作業
が簡易なものとなり、各層の肉厚が薄いものでも容易に
作製でき、低電圧で駆動する積層型超音波モータ用素子
を提供することが可能となる。
【００２２】また、各々の層間の電極配線を、グリーン
シートの段階において穿設されたスルーホールに充填さ
れた導電ペーストにより形成すると、印刷された各層間
の電極にリード線を設け、結線するという作業が不要と
なり、更に該素子の小型化及び低電圧駆動化を図ること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】グリーンシート上に印刷する電極パターンを示
した平面図である。
【図２】グリーンシートの積層状態を示した分解斜視図
である。
【図３】図２のＷ−Ｗ線に沿う断面図である。
【図４】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図５】図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図６】図２のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。
【図７】グリーンシート上に印刷する電極パターンの他
の実施例を示した平面図である。
【図８】積層型超音波モータの仕組みを説明するための
概念図である。
【図９】従来の積層型超音波モータを示した断面図であ
る。
【図１０】従来の積層型超音波モータ用素子の分解斜視
図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 厚み方向の分極方向が左右或いは前後で
    逆のリング状圧電素子を、交互又は複数枚づつ積層し、
    該積層体に位相の異なる高周波電圧を印加して首ふり運
    動を行なわせる構造の積層型超音波モータ用素子の製造
    方法において、グランド用の全面電極が印刷されたグリ
    ーンシートと、２分割電極が印刷されたグリーンシート
    とを、前記２分割電極が印刷されたグリーンシートが偶
    数枚おきに０°相と９０°相とからなるように積層し、
    該積層体を焼成して一体化させた後、上記印刷されたグ
    ランド用の全面電極と、２分割電極とを利用して各々の
    層の厚み方向の分極方向が対となる２分割電極間で逆に
    なるように分極し、積層型超音波モータ用素子を製造し
    たことを特徴とする積層型超音波モータ用素子の製造方
    法。
  2. 【請求項２】 上記各々の層間の電極配線が、グリーン
    シートの段階において穿設されたスルーホールに充填さ
    れた導電ペーストにより形成されていることを特徴とす
    る、請求項１記載の積層型超音波モータ用素子の製造方
    法。
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