JPS6353985A - 超音波駆動体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、振動モータ等に適用される圧電素子を用いた
超音波駆動体の製造方法に関する。

〈従来技術〉 圧電素子を用いた超音波駆動体としては、特開昭５８−
１４８６８２号、特開昭５９−９６８８１号及び特開昭
５９−９６８８２号等に開示されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 これらのものは、いずれも複数の圧電素子を円環状に組
合わせて夫々を周方向に分極し、交番電圧の印加により
、その周方向へ位相差的に励振して端面に進行波を生じ
させ、該端面に接触したスライダーを回転させてなるも
のであるが、複数の圧電素子を円環状に配設する必要が
あり、構造が複雑で、小型化し難く、また印加電圧の制
御のためにディレィ回路を必要とし制御装置が複雑化す
る等の欠点があった。

そこで、前記欠点を除去する超音波駆動体として、−枚
の圧電素子を、その厚み方向に対して斜め方向に分極し
、前記圧電素子の上下面に駆動電極を設け、この電極面
を送り駆動面とした超音波駆動体が本発明者によって提
案された。

すなわち、圧電素子の駆動電極間の分極方向は斜めであ
り、このために、電極間に電圧を印加すると、該振動子
に分極方向と同じ斜め方向の変位が生ずる。従って、そ
の変位により、電極面に沿った方向の分力が生じるから
、かかる分力により、前記電極面の送り駆動面に直接ま
たは保護板等を介して１１ｎ接的に接触している被駆動
体は、送り駆動される。この送り方向の波動は、印加電
圧の周波数に対応する定在波となる。

従って、従来のように複数の圧ｉｆ素子を組合わせたも
のではないから、構造が簡単で、このため小型化が容易
となる。また、印加電圧の制御が極めて容易であり、デ
ィレィ回路等が不要となって装置が簡潔低廉となる。さ
らにまた、定在波を使用しているので駆動効率が高い、
等の利点を生ずる。

本発明は、かかる構成の超音波駆動体を容易に製造でき
る製造方法の提供を目的とするものである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、圧電素子の表裏面に分極用電極を形成し、該
分極用電極対に直流電圧を印加して分極し、次に該圧電
素子を前記分極方向に対して傾斜させて切断し、その切
断片の両切断面に夫々駆動電極を設けることを特徴とす
るものである。

く作用〉 前記駆動電極面は、切断面に形成される。そして、前記
切断面は分極方向と傾斜しているから、結局、前記駆動
電極面は、分極方向に対して傾斜していることとなる。

従って、前記駆動電極に交流を印加すると、該振動子に
分極方向と同じ斜め方向の変位が生ずるから、その変位
により、電極面に沿った方向の分力が生じる。そして、
かかる分力により、前記駆動電極面に直接または保護板
等を介して間接的に接触している被駆動体は、送り駆動
され得ることとなる。

〈実施例〉 第１〜３図は板状の超音波駆動体ｌの形成方法を示す。

ここで図中２は、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧′Ｆｉ、
磁器により板状に成形した圧電素子を示す。

尚、前記圧電素子２は、種々の圧電複合材料により形成
することもできる。

まず、第１図のように、前記圧電素子２の上下面に、分
極用電極３ａ、３ｂを形成し、該分極用電極３ａ、３ｂ
に直流電圧を印加する。これにより、圧電素子２はその
上下面と直交する方向に分極されることとなる０図中矢
線Ｐは分極方向を示す、前記分極処理後に１分極用電極
３ａ、３ｂは研磨除去される。

次に、圧電素子２の上下方向に対して傾斜させて切断し
く第１図−点鎖線）、複数枚の切断片４を得る。この切
断片４の切断面５．５は分極方向に対して傾斜している
こととなる。尚、圧電素子２に対して第１図工点鎖線の
ように傾斜して切断し、分極方向に対して傾斜するよう
にしてもよい。

そして、第２図のように、その切断片４の切断面５，５
上に駆動電極６．６を形成する。

面て、切断片４の両側端部を、切断面と直交する面（第
２図−点鎖線）で削除することにより。

第３図に示す駆動電極６．６に対して分極方向Ｐが傾斜
している超音波駆動体ｌが形成されることとなる。尚、
切断片４の両側端部の切断は必ずしも必要ではない。

かかる構成にあって、前記駆動電極６．６間に、所定周
波数の交流電圧を印加することにより、前記印加電圧と
同期して、分極方向Ｐに変位が生じる。この変位方向は
前記分極方向Ｐに沿って所定傾斜しており、このため該
変位は水平分力成分を有し、この成分により被駆動体の
送り駆動が可能となる。そして、かかる送り駆動により
、被駆動体は直線方向へ送られることとなる。

第４，５図は、円環状の超音波駆動体１０の形成方法を
示す。

まず、第４図に示すように、中空円筒状の圧電素子１１
を形成し、その上下面に、絶縁スリットＳにより二分割
した分極用電極１２ａ、１２ａ’。

１２ｂ、１２ｂ’（下面の絶縁スリ７）ｓと電極１２ｂ
は隠れて見えない）を形成し、一方の上下対向電極１２
ａ、１２ｂと他方の上下対向電極１２ａ’、１２ｂ’に
夫々逆向きの直流電圧を印加する。

これにより、圧電素子１１は、二つの半円筒部分が矢線
ＰＩＩＰ２のように軸線方向に互いに逆向きに分極され
ることとなる。前記分極処理後に、分極用電極１２ａ、
１２ａ’、１２ｂ、１２ｂは研磨除去される。

次に、圧電素子１１の上下面に対して傾斜させて切断し
く第４図−点鎖線）、複数枚の楕円環状の切断片１３を
得る。この切断片１３の切断面１４．１４は分極方向Ｐ
１．Ｐ２に対して傾斜していることとなる。

そして、第５図のように、その切断片１３の切断面１４
．１４上に駆動電極１５．１５を形成する。而で、駆動
電極１５．１５に対して分極方向Ｐ１．Ｐ２が傾斜して
いる超音波駆動体１０が形成され、この超音波駆動体ｌ
Ｏの駆動型ｉ１５゜１５間に所定周波数の交流電圧を印
加することにより、該駆動電極１５．１５面に回転力Ｆ
を生ずる。

そこで、この第６図に示すように、超音波駆動体１０の
上下面に、円筒状の圧電素子１１と同心かつ同径で、し
かも当接面を切断面１４の傾斜と等しくした環状アルミ
板１６．１６（保護板）を固結し、その−側のアルミ板
１６上にさらに被駆動体となるロータ１７を乗載する。

この構成にあって、駆動電極１５．１５に交流電圧を印
加することによりロータ１７の回転を生ずることとなる
。このためロータ１７に被駆動体を連係させると、該被
駆動体はロータ１７とともに回転する。

前記ロータ１７は、環状アルミ板１６．１６にボルト等
で固結してもよい、この場合には、ロータ１７の外面が
送り面となって、被駆動体は滑り駆動することとなる。

尚、前記分極方向Ｐ１１Ｐ２の傾斜角度は前記被駆動体
の所望の送り速度、トルクに対応して、適宜に選定され
るものである。

前記構成では、超音波駆動体１０の上下面に環状アルミ
板１６．１６を固結しているから、直接、超音波駆動体
１０に被駆動体を接触させ、るものではなく、このため
駆動電極１５．１５の損耗等の弊害を防止でき、耐久性
が向上する利点を生ずることとなる。

〈発明の効果〉 本発明は上述したように、圧電素子を、その厚み方向に
対して斜め方向に分極し、前記圧電素子の上下面に駆動
電極を設け、この電極面を送り駆動面とした超音波駆動
体を製造するにあたって。

圧電素子の分極を通常の手段で施し、該圧電素子を斜め
に切断することにより製造するものであるから、その製
造が容易となる等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧電素子２０分極処理を示す縦断側面図、第２
図は切断片４の縦断側面図、第３図は超音波駆動体１の
斜視図、第４図は円筒状の圧電素子１１の分極処理を示
す斜視図、第５図は超音波駆動体１０の斜視図、第６図
は組付は状態の消視図である。 １；超音波駆動体　２；圧電素子　３ａ、３ｂ；分割電
極　４：；切断片　６，６；駆動電極ｌＯ；超音波駆動
体　１１；圧電素子　１２ａ、１２ａ、１２ｂ、１２ｂ
；分割電極　１３；切断片　１５，１５．駆動電極 出願人　　　　　日本特殊陶業株式会社？４３図 第４圏 １２ａ １２ｂ′ 第５図 第６配

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧電素子の表裏面に分極用電極を形成し、該分極用電極
   対に直流電圧を印加して分極し、次に該圧電素子を前記
   分極方向に対して傾斜させて切断し、その切断片の両切
   断面に夫々駆動電極を設けることを特徴とする超音波駆
   動体の製造方法。