JPH09261978A

JPH09261978A - 積層体素子および振動駆動装置

Info

Publication number: JPH09261978A
Application number: JP6835496A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Maruyama; 裕丸山; Nobuyuki Kojima; 信行小島; Takahiro Yamakawa; 孝宏山川; Toru Ezaki; 徹江崎
Original assignee: Canon Inc; Nihon Cement Co Ltd
Current assignee: Canon Inc; Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 1997-10-03
Also published as: US6114798A

Abstract

(57)【要約】【課題】積層体素子における電極層の材料を改良した
振動エネルギーの損失を極力少なくする。【解決手段】電気機械エネルギー変換能を有する材料
の層と電極材料の層とを交互に複数重ねて積層し焼結さ
れた積層体素子において、前記電極材料は金属成分中に
銀を含有し、銀を５０重量パーセント以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気的エネルギーを
機械的エネルギーに変換する電気機械変換素子および振
動駆動装置に関するものであり、とくに積層型の素子の
電極層に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば電気機械変換能を有する圧
電セラミックス等の電気機械変換材料において、電極材
料と圧電セラミックスを交互に積層した積層体素子が提
案されている。

【０００３】この積層体素子は、例えば同じ厚さの単一
の板状の圧電セラミックスと比較した場合、低い印加電
圧で大きな変形歪みや大きな発生力が得られるので、近
年、特に圧電アクチュエータや振動波モータ等の振動駆
動装置を構成する振動子の駆動部に利用されまた検討さ
れている。

【０００４】この積層体素子の製造方法は主に以下の二
通りある。

【０００５】第１の製造方法は、焼成した単板の圧電セ
ラミックスの両面に電極層を設け、これを複数枚重ね合
せ、例えば接着剤等で接合して作る方法である。

【０００６】第２の製造方法は、焼成前の圧電セラミッ
クスの有機バインダーを含むシート状の成形体（グリー
ンシート）の層と、焼成前の電極ぺーストの層を各々重
ね合せ熱圧着して一体化した後に焼成して作る焼結一体
型の方法である。

【０００７】最近注目されているのは第２の製造方法
で、圧電セラミックスの層をより薄くでき、また熱圧着
できるので接着剤の様な材料も用いることがないので、
小型でより高性能の積層体素子が可能となる。しかしな
がら、製造プロセスは技術的にも複雑になる。

【０００８】積層体素子を図１０および図１１により説
明する。図１０（ａ）は積層体素子の上面図、（ｂ）は
横断面の一例であり、図１１は図１０の積層体素子１１
の縦断面図で、積層圧電素子１１を構成する複数の圧電
セラミックス１は板厚約１００μｍで、内径を有する円
板状に形成されている。

【０００９】圧電セラミックス１にはその片面に略全面
に電極層２あるいは３、そして最上面に最上電極層７が
形成され、これらの電極層２，３，７は圧電セラミック
ス１の片面に、電極材料をペースト状にしスクリーン印
刷することで形成される。

【００１０】また、積層の最下層に位置する圧電セラミ
ックスの電極層３と反対側の面には電極層８が形成され
ている。これらの各電極層の厚さは通常数μｍ程度以下
である。

【００１１】焼成前の各圧電セラミックス１に電極層が
形成された後、所定の位置に合わせて複数枚の圧電セラ
ミックス１が積層、熱圧着され、一体焼結することで積
層体素子が作られる。

【００１２】そして、この後に積層体素子の積層された
側面部に２つの側面電極９，１０を例えば、銀ペースト
を焼付けることで形成する。また、不図示のリード線を
側面電極９，１０に夫々接続し、外部との導通を行う。

【００１３】さらに、電極層の端部と外部との絶縁のた
めに樹脂材料等による絶縁処理が行われ、積層体素子１
１が完成する。

【００１４】ここで、電極層２は圧電セラミックス１の
片面の略全面を覆うように形成される。電極層２は圧電
セラミックス１の側面において側面電極９と導通がとら
れる。また、電極層２は側面電極１０と絶縁されるよう
に側面電極１０の周囲には形成されない。

【００１５】最下層の圧電セラミックス１に形成される
電極膜８は側面電極９と導通し、側面電極１０と絶縁が
とられるように電極膜２と同様の形状に形成されてい
る。

【００１６】また、同様に電極膜３は側面電極１０と導
通し、側面電極９と絶縁されるように側面電極９の周囲
を除いて圧電セラミックス１の略全面に形成される。最
上層の圧電セラミックス１に形成される電極層７も側面
電極１０と導通し、側面電極９と絶縁されるように形成
されている。そして、一体焼結後に分極処理が行なわれ
る。

【００１７】図１１の矢印は積層体素子の分極状態を示
している。側面電極１０に対して側面電極９を正電位と
することで図中の矢印のように分極処理が行われる。こ
のように分極が行われた積層体素子に対し、側面電極１
０に対して側面電極９が正となる電界を印加すると積層
圧電素子１１は積層方向に伸びる変形を行い、逆の電界
を印加することで縮む変形を行う。電界として交流電界
を印加すると伸縮が繰り返されて振動が励起される。

【００１８】図１２は振動駆動装置の例として、積層体
素子１１を用いたボルト締めランジュバン型の振動子の
縦断面図を示している。積層体素子１１の両端面には銅
板等より形成された電極板１３が配置され、これら積層
体素子１１及び電極板１３を両面より挟むように、金属
材料より形成された振動体１５が配置されている。

【００１９】一方の振動体１５と電極板１３間には樹脂
材料より形成された絶縁シート１４が配置されている。
これら２つの振動体１５と金属材料の締結ボルト１２を
ねじ止めし、振動子２０ができている。

【００２０】振動子２０は、その軸方向における伸縮モ
ードでの固有振動数あるいはその付近における共振周波
数に近い周波数の交流電界を２つの電極板１３間に印加
することで共振状態に近い状態で駆動され、振動エネル
ギーを発生することができるようになっている。

【００２１】ここで、焼結一体型の積層体素子の層間に
形成される電極層について説明をすると、電極層は積層
体素子の各層の圧電セラミックスのグリーンシート上
に、電極ペーストをスクリーン印刷法などで所定の形状
に形成し、グリーンシートと一体化され焼成することに
よりグリーンシートと同時に電極層も焼結し形成され
る。

【００２２】電極ペーストは、電極材料となる金属粒
子、有機バインダ、溶剤、フィラーやガラス等の無機添
加物を混合して作られる。通常、圧電セラミックスは主
成分がジルコン酸チタン酸鉛であり、１０００〜１３０
０℃の大気雰囲気でかつ鉛雰囲気内で焼成されるので、
電極材料は焼成温度になっても溶融や酸化を生じない非
常に限定された貴金属材料、例えば金、白金、パラジウ
ム、銀等が使用されている。しかしながら、材料コスト
を考慮すると、この中でもコストの安価な銀を主体とし
て使うのが一般的であった。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】前述の積層体素子を実
際に各種振動応用装置に使用する場合、その使い方は大
きく分けて次の２通りある。

【００２４】一つは、積層体素子に直流電圧を印加し、
その変位や発生した力を静的に利用する場合である。

【００２５】もう一つは、交流電圧を印加しその積層体
素子を含む振動系を振動させ、振動の振幅が大きくなる
共振状態に近い状態を保ちながらその振動を利用する場
合である。

【００２６】前者の例は比較的多く知られているが、後
者の例は最近でも数少ない。例えば後者の例が、上述の
積層体素子を組み込んだボルト締めランジュバン型の振
動子であり、また別の例として、近年開発された振動波
モータがある。

【００２７】今回、本発明者等は、共振で使用できる積
層体素子を作り、振動波モータに積層体素子を用いて種
々の検討を行ったところ、振動波モータの振動部材を積
層体素子により振動させ、共振状態に近い状態で駆動さ
せたところ、従来のように安価な銀を多量に含む電極材
料を使った積層体素子では、振動時の振動エネルギーの
損失が大きくなり発熱が増し、その結果モータの性能、
特に効率が悪化することが知見された。

【００２８】なお、共振状態で使用する積層体素子は通
常減衰の少ない材質の圧電セラミックス、いわゆる機械
的品質係数Ｑ値の高い材料を使って作る必要があり、現
在、このような積層体素子は一般には市販されていない
のが現状である。

【００２９】また、特に振動波モータに使用する積層体
素子においては、積層面に対して面外の曲げやねじりの
変形があり、その結果、電極層には剪断ひずみが生じる
ため、振動エネルギーの減衰がとくに著しくなる。

【００３０】本出願に係る第１の発明の目的は、この振
動エネルギーの損失を極力少なくするために、積層体素
子における電極層の材料を改良した積層体素子を提供す
ることにある。

【００３１】本出願に係る第２の発明の目的は、上記し
た第１の発明の目的を実現した積層体素子を用いた振動
波モータ等の振動駆動装置を提供することにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決すべく積層体素子を構成する各層の圧電セラミックス
の間に形成される電極層に用いる材料に特徴を与えたも
のである。

【００３３】本出願に係る第１の発明の目的を実現する
第１の構成は、電気機械エネルギー変換能を有する材料
の層と電極材料の層とを交互に複数重ねて積層し焼結さ
れたた積層体素子において、前記電極材料は金属成分中
に銀を含有し、銀を５０重量パーセント以下とすること
を特徴とする積層体素子にある。

【００３４】本出願に係る第１の発明の目的を実現する
第２の構成は、上記した第１の構成において、前記電極
材料は、銀を含有し、銀以外にパラジウムを５０重量パ
ーセント以上含むことを特徴とする積層体素子にある。

【００３５】本出願に係る第１の発明の目的を実現する
第３の構成は、上記した第１、または第２の構成におい
て、積層体素子自体を含む振動系を略共振に近い状態で
励起するために用いられることを特徴とする積層体素子
にある。

【００３６】本出願に係る第１の発明の目的を実現する
第４の構成は、上記した第１または第２の構成におい
て、電極材料の層が剪断変形を受けるような振動におい
て使用することを特徴とする積層体素子にある。

【００３７】本出願に係る第２の発明の目的を実現する
構成は、上記した第３の構成の積層体素子を駆動部とす
る振動子を含む振動駆動装置において、積層体素子に交
流電界を印加し、該振動子を略共振に近い状態の振動に
励起させることを特徴とする振動駆動装置にある。

【００３８】本出願に係る第２の発明の目的を実現する
第２の構成は、上記の第１の構成において、前記振動子
と、前記振動子に加圧接触する部材とが相対的に移動す
る振動波モータとして構成したことを特徴とする振動駆
動装置にある。

【００３９】上記の構成によれば、積層体素子の特に共
振時における減衰、すなわち振動エネルギーの損失を減
らすことができ、これらの結果として積層体素子ならび
に積層体素子を含む振動系の熱の発生、エネルギー効率
の低下を防ぐことができる良好な積層体素子が得られ
る。

【００４０】特に、層の面内に剪断ひずみを発生するよ
うな曲げ、ねじりなど変形を含む（ともなう）振動系に
おいて効果が著しい。

【００４１】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は第１の実施形態の積層体素子
を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は横断面図である。

【００４２】本実施形態の積層体素子は、図１０および
図１１に示す従来の積層体素子と同様に内径部を有する
圧電セラミックス１を複数積層したもので、圧電セラミ
ックの片面側に設けられた電極層２’、７’の材料に特
徴があり、他の構成や製造方法は同じであるので電極層
２’、７’の材料についてのみ説明する。

【００４３】（実施例１）まず、実際に評価は図２に示
すように、短冊形状のステンレス鋼ＳＵＳ４２０Ｊ２か
らなり、長さＬ３０ｍｍ、幅Ｗ７ｍｍ、厚さｈ２ｍｍで
ある金属板４５に長さ（Ｌ／２）１５ｍｍ、幅Ｗ７ｍ
ｍ、厚さ０．６ｍｍの積層体素子１１’を接着剤により
固定した振動子２０’を用いた。

【００４４】積層体素子１１’は、図４に示すように６
層の圧電セラミックス１’と、６層の電極層２Ａとから
なる。図２の振動子２０’を図３に鎖線で示すような板
厚方向の曲げ２次モードで駆動させた。

【００４５】評価は振幅に対する機械的品質係数Ｑを測
定することで行った。具体的には積層体素子を曲げ２次
モードの周波数の交流電圧を印加し、励起させた後電圧
印加を止め、そのときの生ずる減衰振動、つまり積層体
素子を固定した金属板、すなわち振動子２０’の減衰振
動の振幅の時間変化（減衰振動曲線になる）を測定し
た。そしてその減衰振動曲線から、一定振幅の減衰比を
求めその減衰比より機械的品質係数Ｑを計算した。

【００４６】なお、振幅の測定は金属板４５にあらかじ
めセンサーとして単板の圧電セラミックス素子をはり付
け、センサー出力と実際の振幅とを調べ測定した。

【００４７】通常、圧電素子の評価に使用するインピー
ダンスアナライザによる測定では、圧電素子の性能によ
り振幅が一定でないこと、インピーダンスアナライザで
は測定電圧の掃引時の条件の他、測定条件でアドミッタ
ンスが変化することなど測定上ばらつきが多くあり、こ
の点上述の評価方法は振幅とＱ値の関係の精度は一段と
優れている。

【００４８】また積層面の面外の曲げ振幅に対して、振
動エネルギーの損失は単純な積層面に対して垂直な振動
よりも大きくなる傾向があり、本評価方法の方が積層体
素子の損失を測るのに適している。

【００４９】また、積層体素子１１’の各電極層２Ａは
図４に示すようにホール１８，１９の中に電極材料を埋
め込みスルーホールとすることで導通を図った積層構造
にしている。図示していないが最上層の電極膜２Ａ−１
上のホール１８と１９に各々リード線がハンダ付により
結ながれ、適当な周波数の交流電圧が印加され励振す
る。

【００５０】電極材料を変え、上述の測定方法にてＱ値
を測定した。

【００５１】実際に使用した電極材料は、材料：Ａ
ｕ、材料：Ｐｔ、材料：Ｐｄ、材料：Ａｇ−Ｐ
ｔ、材料：Ａｇ−Ｐｄ（パラジウム）で、材料：Ａ
ｇ−Ｐｔ、材料：Ａｇ−Ｐｄの電気材料において、そ
の割合は重量比で、１０：９０（試料１），２０：８０
（試料２），４０：６０（試料３），５０：５０（試料
４），６０：４０（試料５），８０：２０（試料６）と
した。

【００５２】ここで、材料：Ａｕ、材料：Ｐｔ、材
料：Ｐｄは、略材料：Ａｇ−Ｐｄ（２０：８０）並
びに比較のための単板の圧電セラミックスと同等のＱ値
であり、比較的大きいＱ値を示したが、Ａｇが多く混合
したＰｔ（材料）、Ｐｄ（材料）の電極層ではＱ値
の低下がみられた。

【００５３】図５に材料のＡｇ−Ｐｄの試料１〜試料
６の結果を示す。

【００５４】結果は多少のばらつきを有しているものの
Ａｇ−Ｐｔと同様に、Ａｇの多く混合した電極層（試料
５、試料６）ではＱ値の低下が著しい。なお、Ｐｄ（パ
ラジウム）が１００％の場合は積層体素子の割れが生じ
易く、Ｐｔが１００％では圧電セラミックスと電極層と
が良く接合せず、積層体のはく離が起り易いこともわか
った。

【００５５】Ａｕ（金）は融点が比較的低いので、焼成
温度を１０００℃近くにしたが、電極膜の部分的な溶融
が起り満足できる積層体素子は多くは得られなかったな
ど実用上の難点がある。

【００５６】以上のことから、一般によく使用されてい
る銀が多量の５０重量パーセント以上含まれているとＱ
値の低下が起こり、積層体素子の性能が満足できないこ
とがわかった。多分銀が比較的軟かい金属であることが
原因と思われる。

【００５７】またコストを考えると、Ｐｔ（白金）より
もＰｄ（パラジウム）の方が望ましい。

【００５８】電極層の厚さに関して本実施例では３〜５
μｍとしたが、さらに厚くするとＱ値の低下がみられ、
導通を満足できれば薄い方が望ましい。

【００５９】また、Ｑ値の増加のために、電極層の特性
を変える目的で、他の元素、無機物等を添加し実験を行
ったが、電極層に充分よく混ざらない、例えば焼成時に
圧電セラミックス側へ吸収されてしまうなど目立って大
きな効果は得られていない。なお、電極材料は市販のサ
ブμｍ〜２〜３μｍの粉末を用いた。粉末の粒径や製法
の異なる粉末も検討したが大きな差はみられなかった。

【００６０】なお、従来例でも記述したように、振動に
よる振動エネルギ−の減衰が大きい（機械的品質係数Ｑ
_m値が小さい）圧電セラミックスを使用して積層体素子
を作ると、電極材料の化学成分によらず、減衰による発
熱が起こり、積層体素子の機械的品質係数Ｑ_m値の低下
が起こる。本実施の形態および以降の実施の形態で用い
た圧電セラミックスそれ自身の機械的品質係数Ｑ_m値は
約１２００であり、１４００、２０００程度の圧電セラ
ミックスの方が例えば図５の機械的品質係数Ｑ_m値は良
くなることがわかった（現在市販の材料では機械的品質
係数Ｑ_m値２０００が略限界である）。

【００６１】一方、機械的品質係数Ｑ_m値が１０００以
下、数百、数十レベルになると、上述のとおり好ましく
なく、使用すべきではないと判断した。

【００６２】（第２の実施形態）図６は本発明の第２の
実施形態を示す積層体素子１１”を構成する圧電セラミ
ックスの平面図である。

【００６３】本実施形態の積層体素子１１”の構成は、
図６の（ａ），（ｂ），（ｃ）…の順に第１、第２、第
３層…となるように形成されている。

【００６４】本実施形態の積層体素子は、２系統の電気
入力により駆動される。これらの電気入力を以下Ａ相、
Ｂ相と称す。また、本実施形態の積層体素子は円周方向
に節、腹が交互に生じる面内曲げのモードで駆動され
る。

【００６５】本実施形態の積層体素子は、図６の（ａ）
〜（ｆ）に示す円環形状の６枚の圧電セラミックスを積
層したもので、これらは圧電セラミックスの片面側に電
極層および貫通電極（ホールに導電材を充填し導通を可
能とする電極）３０が形成される。なお、電極膜未形成
部３１を設け、貫通電極３０との絶縁をとっている箇所
もある。

【００６６】図６の（ｂ），（ｄ），（ｆ）に示すよう
に、第２、第４、及び第６層の圧電セラミックス４２，
４３に４分の１波長の間隔で全周に電極膜を形成する。
これら電極膜はＡ相の正極３２（３３）Ａ（＋）と負極
３２（３３）Ａ（−）、Ｂ相の正極３２（３３）Ｂ
（＋）と負極３２（３３）Ｂ（−）とを一極おきに配置
することで、Ａ相とＢ相とは全体的に４分の１波長の間
隔となる。

【００６７】図６の（ｃ），（ｅ）に示す第３及び第５
層の圧電セラミックス４６には、その上下に配置される
圧電セラミックス４２のＡ相及びＢ相の各電極と位置的
に同位相で各相のグランドの用途を成すＧＮＤ電極３６
Ａと３６Ｂが交互に４分の１波長の間隔で形成されてい
る。

【００６８】また、最上層の第１層の圧電セラミックス
４４には、同心的に６周にわたり分極及び給電用の電極
層が形成され、内周側の２本の給電電極３４ＡＧと３４
ＢＧは、圧電セラミックスに板厚方向に形成された貫通
電極３０により第３及び第５層の圧電セラミックス４６
の電極膜と接続する。詳しくは給電電極３４ＡＧはＡ相
用のＧＮＤ電極３６Ａと、給電電極３４ＢＧはＢ相用の
ＧＮＤ電極３６Ｂと接続される。

【００６９】また、給電電極３４Ａ（＋），（−），３
４Ｂ（＋），（−）は第２、第４及び第６層の圧電セラ
ミックス４２，４３の同相同極性の電極３２（３３）Ａ
（＋），（−），３２（３３）Ｂ（＋），（−）と、同
様に貫通電極３０により接続される。

【００７０】図７は分極処理された積層体素子の分極状
態を示す展開図であり、矢印は分極方向である。

【００７１】分極処理のためのコンタクトピンはすべて
最上層の圧電セラミックス４４の電極に接触され、給電
電極３４ＡＧ，３４ＢＧに対してＡ，Ｂ相の正の給電電
極３４Ａ（＋），３４Ｂ（＋）に正の電圧、Ａ，Ｂ相の
負の電極３４Ａ（−），３４Ｂ（−）に負の電圧を印加
するようにしている。

【００７２】ここで、各層の圧電セラミックスに形成さ
れた貫通電極３０を介し、第３、第５層の圧電セラミッ
クス４６の電極層３６Ａ，３６Ｂは第１層の給電電極３
４ＡＧ，３４ＢＧと同電位となる。

【００７３】また、同様にこれら第３、第５層の圧電セ
ラミックス４６を挟むように配置される第２、第４及び
第６層の圧電セラミックス４２の正電極３２（３３）
Ａ，Ｂ（＋）には最上層の圧電セラミックス４４の給電
電極３４Ａ（＋），Ｂ（＋）と同電位の分極処理用の電
圧が、負の電極３２（３３）Ａ，Ｂ（−）には最上層の
圧電セラミックス４４の給電電極３４Ａ（−），Ｂ
（−）と同電位の分極処理用の電圧が印加される。

【００７４】給電電極３４ＡＧに対して給電電極３４Ａ
（＋）に正の電界を印加すると、電極層３６Ａと３２
（３３）Ａ（＋）に挟まれた圧電セラミックスの領域は
板厚方向に伸び、給電電極３４ＡＧに対して給電電極３
４Ａ（−）に正の電界を印加すると、電極層３６Ａと３
２（３３）Ａ（−）に挟まれた厚電セラミックスの領域
は板厚方向に縮む。これら給電電極に交流電界を印加す
ると、伸縮が繰り返されて振動が励起される。これらは
Ａ相として駆動される。同様にＢ相が構成される。

【００７５】この積層体素子の給電電極に接続されるフ
レキシブルプリント基板５０は、図８に示すように給電
パターン５１Ａ１が給電電極３４ＡＧに接続され、また
給電パターン５１Ｂ１が給電電極３４ＢＧに接続され
る。これら両給電パターン５１Ａ１，５１Ｂ１にはおの
おの端子部５２Ａ１，５２Ｂ１を介して不図示の駆動回
路により以下のように駆動電圧が給電される。

【００７６】すなわち、給電電極３４Ａ（＋），（−）
に給電パターン５１Ａを介して導通する端子部５２Ａ
と、給電電極３４Ｂ（＋），（−）に給電パターン５１
Ｂを介して導通する端子部５２Ｂに給電される駆動電圧
電位の位相差は、＋９０ｄｅｇあるいは−９０ｄｅｇで
あるが、端子部５２Ａと５２Ａ１、及び端子部５２Ｂと
５２Ｂ１間におのおの給電される駆動周波数電圧の位相
差は１８０ｄｅｇとなる。

【００７７】このように給電を行うことで積層体素子に
は２つの位置及び位相の異なる振動が励起される。

【００７８】（第３の実施形態）図９は第１、第２の実
施形態の積層体素子を用いた振動駆動装置の一つである
振動波モータの斜視図を示す。

【００７９】振動体４５は金属材料により円盤状に形成
され、一方の端面には振動子の変位拡大のためのくし歯
部が設けられる。振動体４５の他方の端面に積層体素子
１１”が接着剤等により接合される。積層体素子１１”
にはフレキシブルプリント基板４９が接合し外部との電
気的な接続が行われ、振動子４８が構成される。

【００８０】移動体４６は振動体４５のくし歯部に、同
心的に加圧接触される。移動体４６の振動体４５への加
圧は、出力軸４７に接合する不図示の加圧バネにより行
われる。

【００８１】振動子４８への電気入力により、振動子４
８には振動変形が生じ、くし歯部には移動体４６を回転
させる力が生じる。移動体４６の回転運動が出力軸４７
に伝達され、出力軸４７により回転力が出力される。

【００８２】上述の積層体素子の電極層を銀対パラジウ
ムの割合が重量比で各々８０：２０と２０：８０を用い
て振動波モータの性能を調べたところ、モータとしての
出力（トルク×回転数）とモータへの入力の比であるモ
ータ効率は、本モータの定格条件トルク２２５ｇｃｍ、
回転数８００ｒｐｍで８０：２０の場合が２５％、２
０：８０の場合が４５％と２０ポイントの差が生じた。
この差はそのままモータの発熱量の差になって現われ、
８０：２０では振動子４８の温度上昇が著しく約１００
〜１２０℃になり、長時間稼動では接着剤により接合さ
れた積層体素子１１’が振動体４５からはく離すること
がしばしば起った。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
駆動時のエネルギー損失の少ない、結果として出力の大
きく、熱の発生の少ない積層体素子を実現する。

【００８４】また、本発明の積層圧電素子を用いること
で通常の積層圧電素子を用いるより出力の大きく、熱の
発生の少ない振動駆動装置を実現する。

【００８５】特に曲げ、ねじりなどの変形をともなう振
動系には効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の積層体素子の電極層
を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は横断面図。

【図２】第１の実施形態の積層体素子の評価用振動体の
概略図。

【図３】図２の側面図。

【図４】図２の積層体素子の分解斜視図。

【図５】実施例１の積層体素子の振幅とＱ値の関係を示
す図。

【図６】第２の実施形態の積層体素子を示す図。

【図７】図６の側面図。

【図８】第２の実施形態で使用するフレキシブルプリン
ト基板。

【図９】第３の実施形態の振動波モータの斜視図。

【図１０】従来例の積層体素子の電極層を示し、（ａ）
は上面図、（ｂ）は横断面図。

【図１１】図１０の断面図。

【図１２】従来例の積層体素子を有する振動子の断面
図。

【符号の説明】

１…圧電セラミックス２，２’…電極層１１，１１’，１１”…積層体素子２０，２０’，４８…振動子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山川孝宏東京都江東区清澄１−２−23 日本セメント株式会社内 (72)発明者江崎徹東京都江東区清澄１−２−23 日本セメント株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気機械エネルギー変換能を有する材料
の層と電極材料の層とを交互に複数重ねて積層し焼結さ
れたた積層体素子において、前記電極材料は金属成分中に銀を含有し、銀を５０重量
パーセント以下とすることを特徴とする積層体素子。
【請求項２】請求項１において、前記電極材料は、銀
を含有し、銀以外にパラジウムを５０重量パーセント以
上含むことを特徴とする積層体素子。
【請求項３】請求項１または２において、積層体素子
自体を含む振動系を略共振に近い状態で励起するために
用いられることを特徴とする積層体素子。
【請求項４】請求項１または２において、電極材料の
層が剪断変形を受けるような振動において使用すること
を特徴とする積層体素子。
【請求項５】請求項３に記載の積層体素子を駆動部と
する振動子を含む振動駆動装置において、積層体素子に
交流電界を印加し、該振動子を略共振に近い状態の振動
に励起させることを特徴とする振動駆動装置。
【請求項６】請求項５において、前記振動子と、前記
振動子に加圧接触する部材とが相対的に移動する振動波
モータとして構成したことを特徴とする振動駆動装置。