KR20120105526A - 전기 기계 변환 소자 및 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 관한 전기 기계 변환 소자(1)로서의 압전 소자(1) 및 구동 장치(S)는 복수의 압전층(10a)을 포함하는 적층체(10)의 외주면에 형성된 한 쌍의 외부 전극(11, 11)의 각각에 형성되는 단차부(21)이며, 급전을 위한 급전 부재와 접속하기 위한 접속용 영역(11a)의 경계로부터 상기 적층체(10)의 단부(10c)까지의 사이에 고저차가 있는 단차부(21)를 갖고 있다.

Description

전기 기계 변환 소자 및 구동 장치 {ELECTRICAL MACHINE CONVERSION ELEMENT AND DRIVE DEVICE}
본 발명은 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 전기 기계 변환 소자에 관한 것으로, 특히 그의 외부 전극의 구조에 관한 것이다. 그리고, 본 발명은 이 전기 기계 변환 소자를 사용한 구동 장치에 관한 것이다.
가동 부분을 포함하는 기계 장치에는, 통상, 상기 가동 부분을 구동하기 위해 액추에이터가 내장되어 있다. 이 액추에이터는 입력 에너지를 기계적인 운동량으로 변환하는 장치이고, 그 중 하나로, SIDM(Smooth Impact Drive Mechanism)이라고 칭해지는, 예를 들어 압전 소자 등의 전기 기계 변환 소자를 사용한 구동 장치가 알려져 있다.
도 9는 SIDM의 구성을 도시하는 도면으로, 도 9의 (a)는 그의 사시도이고, 도 9의 (b)는 그의 분해 사시도이다.
도 9에 있어서, SIDM(100)은 전기 기계 변환 소자(101)와, 진동 부재(102)와, 지지 부재(103)를 구비하여 구성된다. 전기 기계 변환 소자(101)는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 소자로, 예를 들어 압전 재료로 이루어지는 복수의 압전층(101a)을, 각 압전층(101a) 사이에 내부 전극(101b)을 통해 적층한 압전 소자(101)이다. 이 압전 소자(101)의 적층 방향을 따른 서로 대향하는 측면에는 한 쌍의 외부 전극(101c, 101c)이 각각 형성되어 있고, 이 한 쌍의 외부 전극(101c, 101c)은 상기 복수의 내부 전극(101b)과 순차 교대로 접속되어 있다. 진동 부재(102)는 압전 소자(101)의 적층 방향의 한쪽 단부에 고정되는 기둥 형상의 부재이다. 지지 부재(103)는 압전 소자(101)의 적층 방향의 다른 쪽 단부에 고정되어, 압전 소자(101)와 진동 부재(102)를 지지하는 부재이다. 이와 같은 구성의 SIDM(100)에서는 외부의 회로로부터 한 쌍의 외부 전극(101c, 101c)을 통해 펄스 형상의 구동 전압이 인가되면, 압전 소자(101)가 적층 방향으로 신축한다. 이와 같이 압전 소자(101)는 입력된 전기 에너지를 기계적인 신축 운동으로 변환하는 것이다. 그리고, 이 압전 소자(101)의 신축에 따라서 진동 부재(102)가 그의 길이 방향으로 왕복 이동한다. 여기서, 진동 부재(102)와 마찰 결합하는 도시 생략된 이동 부재를 진동 부재(102)에 설치하고, 진동 부재(102)를 왕로와 복로에서 그 이동 속도가 비대칭으로 되도록 전기 기계 변환 소자(101)를 반복해서 신축시키면, 이 진동 부재(102)의 비대칭의 왕복 운동에 의해, 이동 부재가 상기 길이 방향을 따라서 이동하고, 전기 에너지가 이동 부재의 운동으로 변환된다.
이와 같은 전기 기계 변환 소자(101)는, 예를 들어 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 특허 문헌 1에는 복수의 압전성 세라믹스의 각각을 정부 서로 대향하는 내부 전극의 사이에 두고 분극하여 상기 분극 방향이 서로 대향하도록 적층한 압전성 세라믹스부와, 상기 압전성 세라믹스부의 상기 적층 방향을 따른 서로 대향하는 측면에 설치되고, 상기 정의 내부 전극과만 접속된 정전극과 상기 부의 내부 전극과만 접속된 부전극으로 이루어지는 정부 한 쌍의 외부 전극을 갖는 압전 세라믹스 액추에이터가 개시되어 있고, 한 쌍의 외부 리드선은 상기 정부 한 쌍의 외부 전극에 각각 접속되어 있고, 상기 압전성 세라믹스부의 상기 적층 방향의 양단부는 기계 가공 장치 등의 피구동 부분에서의 지지부와 피구동부에 각각 에폭시 수지 등에 의해 접착하여 고정된다.
그런데, 도 9의 (a)에 도시하는 SIDM(100)은, 예를 들어, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 진동 부재(102)의 한쪽 단부의 면 또는 압전 소자(101)의 한쪽 단부의 면에, 예를 들어 에폭시계 등의 열경화성의 접착제(104)가 도포된 후에 진동 부재(102)의 한쪽 단부와 압전 소자(101)의 한쪽 단부가 접착되고, 지지 부재(103)의 한쪽 단부의 면 또는 압전 소자(101)의 다른 쪽 단부의 면에 상기 접착제(104)가 도포된 후에 지지 부재(103)의 한쪽 단부와 압전 소자(101)의 다른 쪽 단부가 접착되어, 가열 처리된다. 이 가열 처리에 의해 상기 접착제(104)가 열경화함으로써, 진동 부재(102)와 지지 부재(103)가 압전 소자(101)에 상기 접착제(104)로 서로 고정되어, SIDM(100)이 제작된다. 이 가열 처리에 의한 접착제(104)의 열경화에서는, 접착제(104)의 미경화의 부분[미경화 접착제(104a)]이 유동하는 블리드 아웃(에폭시 블리드 아웃)이라고 불리는 현상이 발생한다. 이 블리드 아웃이 발생하면, 접착제(104)의 도포량이나 압전 소자(101), 진동 부재(102) 및 지지 부재(103)의 크기 등의 관계에서, 압전 소자(101)의 측면에 설치된 외부 전극(101c) 상에, 이 미경화 접착제(104a)가 유출되어 버리고, 또한, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이 외부 전극(101c)의 노출면을 덮어 버리는 경우가 있다.
이 한 쌍의 외부 전극(101c, 101c)에는 압전 소자(101)에 전기 에너지를 공급하기 위해, 상기 특허 문헌 1에 개시된 압전 세라믹스 액추에이터와 같이, 한 쌍의 리드선을 각각 접속할 필요가 있지만, 이와 같은 블리드 아웃에 의해 외부 전극(101c)의 노출면이 미경화 접착제(104a)에 의해 덮여 버리면, 리드선과 외부 전극(101c)을 전기적으로 접속하는 것이 곤란해져 버린다. 리드선과 외부 전극(101)은, 일반적으로 땜납에 의해 전기적으로 접속되지만, 외부 전극(101c)의 노출면 전체면이 미경화 접착제(104a)에 의해 완전히 덮이지 않을 때까지도 부분적으로 덮여 버리면, 외부 전극(101c)에서의 납땜용 노출 면적이 작아져, 접속 불량이 발생할 우려가 있다.
상기 특허 문헌 1에 개시된 압전 세라믹스 액추에이터에서는, 상술한 바와 같이 상기 한 쌍의 외부 리드선을 상기 정부 한 쌍의 외부 전극에 각각 접속한 후에, 상기 압전성 세라믹스부의 상기 적층 방향의 양단부를, 기계 가공 장치 등의 피구동 부분에서의 지지부와 피구동부에 각각 에폭시 수지 등에 의해 접착하여 고정하므로, 상술한 바와 같은 문제는 발생하지 않는다. 또한, 상기 특허 문헌 1에 개시된 압전 세라믹스 액추에이터는 단면 치수 5㎜×5㎜이며 길이 70㎜인 압전성 세라믹스부를 상정하고 있어, 충분한 납땜의 면적이 확보되어 있다.
한편, SIDM(100)은 이것을 내장하는 장치의 소형화, 경량화 및 전력 절약화 등에 수반하여 소형화가 요청되고 있고, 소형화되면, 블리드 아웃을 고려한 충분한 납땜의 면적을 확보하는 것이 어려워진다. 특히, 휴대 전화기에 탑재되는 촬상 장치(카메라)에, 예를 들어 포커스 렌즈의 구동이나 줌 렌즈의 구동을 위해 SIDM(100)이 내장되는 경우에는, SIDM(100)에서의 압전 소자(101)의 길이는, 수 밀리미터, 혹은 1㎜ 정도이고, 납땜의 면적은 원래 작다. 이로 인해, 이 블리드 아웃에 의한 외부 전극(101c)의 노출면의 면적 감소는 중대한 문제이다.
일본 등록 실용신안 제2587406호 공보
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 발명으로, 그 목적은 접착제의 유출에 의한 외부 전극의 납땜용 노출 면적의 감소를 억제할 수 있어, 외부 전극에서의 급전(給電) 부재의 접속 면적을 보다 확실하게 확보할 수 있는 전기 기계 변환 소자 및 이 전기 기계 변환 소자를 사용한 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 전기 기계 변환 소자 및 구동 장치는 복수의 압전층을 포함하는 적층체의 외주면에 형성된 한 쌍의 외부 전극의 각각에 형성되는 단차부이며, 급전을 위한 급전 부재와 접속하기 위한 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 단부까지의 사이에 고저차가 있는 단차부를 갖고 있다. 따라서, 이와 같은 구성의 전기 기계 변환 소자 및 구동 장치는 접착제가 상기 외부 전극 상에 유출된 경우라도, 상기 단차부에 의해 막아서 상기 접속용 영역으로의 상기 접착제의 유입을 억제하므로, 접착제의 유출에 의한 외부 전극의 납땜용 노출 면적의 감소를 억제할 수 있어, 외부 전극에서의 급전 부재의 접속 면적을 보다 확실하게 확보할 수 있다.
상기 및 그 밖의 본 발명의 목적, 특징 및 이점은 이하의 상세한 기재와 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 실시 형태에 관한 구동 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 구동 장치에서의 전기 기계 변환 소자 부분을 확대한 도면이다.
도 3은 접착제의 블리드 아웃의 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 단차부의 제1 변형 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 단차부의 제2 변형 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 단차부의 제3 변형 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 단차부의 제4 변형 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 광학계에 내장된 구동 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 9는 SIDM의 구성을 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명에 관한 실시의 일 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일한 번호를 부여한 구성은, 동일한 구성인 것을 나타내고, 적절하게 그 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 총칭하는 경우에는 첨자를 생략한 참조 부호로 나타내고, 개별의 구성을 가리키는 경우에는 첨자를 부여한 참조 부호로 나타낸다.
도 1은 실시 형태에 관한 구동 장치의 구성을 도시하는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시하는 구동 장치에서의 전기 기계 변환 소자 부분을 확대한 도면이다. 도 2의 (a)는 전기 기계 변환 소자의 외부 전극을 도시하고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 AA선에서의 단면도이다. 도 3은 접착제의 블리드 아웃의 모습을 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (a)는 전기 기계 변환 소자의 외부 전극을 도시하고, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)의 AA선에서의 단면도이다.
도 1에 있어서, 실시 형태의 구동 장치(S)는 전기 기계 변환 소자(1)와, 진동 부재(2)와, 지지 부재(3)를 구비하여 구성된다.
전기 기계 변환 소자(1)는 입력된 전기 에너지를 기계적인 운동으로 변환하는 소자로, 예를 들어 입력된 전기 에너지를 압전 효과에 의해 기계적인 신축 운동으로 변환하는 압전 소자(1)이다. 이 전기 기계 변환 소자(1)로서의 압전 소자(1)는, 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 압전 재료로 이루어지는 압전층(10a)과 도전성을 갖는 내부 전극층(10b)을 교대로 복수 적층하여 이루어지는 적층체(10)와, 적층체(10)의 외주면에 적층 방향을 따라서 형성되고, 내부 전극층(10a)과 순차 교대로 도통되는 한 쌍의 외부 전극(11, 11)을 구비하여 구성된다.
압전 재료는, 예를 들어, 소위 PZT, 수정, 니오브산리튬(LiNbO3), 니오브산탄탈산칼륨[K(Ta, Nb)O3], 티탄산바륨(BaTiO3), 탄탈산리튬(LiTaO3) 및 티탄산스트론튬(SrTiO3) 등의 무기 압전 재료이다.
적층체(10)는, 보다 구체적으로는 복수의 압전층(10a)을, 각 압전층(10a) 사이에 내부 전극층(10b)을 개재하여 적층한 기둥 형상체이고, 각 내부 전극층(10b)은 그의 각 테두리부가, 적층 방향을 따라서 교대로, 서로 대향하는 한 쌍의 외주면에서 외부를 향하도록 형성되어 있다.
외부 전극(11)은, 예를 들어 금이나 은이나 구리 등의 도전성을 갖는 금속 재료의, 예를 들어 스퍼터나 증착 등에 의해, 혹은, 예를 들어 금속 필러 등을 분산시킨 도전성을 갖는 도전성 수지의 스크린 인쇄에 의해, 적층체(10)에서의 서로 대향하는 한 쌍의 외주면 상에 적층 방향을 따라서 층(박막) 형상으로 형성되어 있다.
이와 같은 구성의 압전 소자(1)에서는, 한 쌍의 외부 전극(11, 11)에 외부로부터 소정의 전압을 인가함으로써 이 한 쌍의 외부 전극(11, 11)으로 전기 에너지를 급전하면, 각 압전층(10a)의 압전 효과에 의해, 적층체(10)는 적층 방향으로 신장하거나, 혹은 수축한다.
그리고, 진동 부재(2)는 이 압전 소자(1)에서의 적층체(10)의 한쪽 단부에 고정된 기둥 형상(축 형상)의 부재이다. 진동 부재(2)의 재료는, 예를 들어 금속, 수지 및 카본 등의 임의의 재료를 사용할 수 있다. 진동 부재(2)의 길이 방향에 직교하는 단면은, 예를 들어 직사각형, 다각형, 타원 및 원형 등의 임의의 형상이라도 좋지만, 진동 부재(2)에 마찰 결합에 의해 이동 부재를 설치한 경우에, 상기 이동 부재가 진동 부재(2)의 길이 방향을 따라서 용이하게 상대 이동 가능해지도록, 이 단면은 원형인 것이 바람직하다.
또한, 지지 부재(3)는 이 압전 소자(1)에서의 적층체(10)의 다른 쪽 단부에 고정되어, 압전 소자(1)와 진동 부재(2)를 보유 지지함으로써 지지하는 부재이다. 지지 부재(3)도, 예를 들어, 금속이나 수지 등의 임의의 재료를 사용할 수 있다. 지지 부재(3)는 구동 장치(S)가 내장되는 장치의 하우징 등에 고정됨으로써 그 위치를 보유 지지해도 좋지만, 그의 관성 질량에 의해 그 위치를 대략 보유 지지하는 경우에는, 구동 장치(S)의 추로서 기능한다. 이와 같이 구동 장치(S)의 추로서 기능하는 경우에는, 지지 부재(3)는 소형화의 관점으로부터, 고밀도의 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
그리고, 이와 같이 지지 부재(3)가 그 위치를 대략 보유 지지하므로, 상술한 바와 같이 압전 소자(1)의 적층체(10)가 신축하면, 지지 부재(3)에 고정되는 다른 쪽 단부를 대략 고정 단부로 하여 압전 소자(1)의 적층체(10)가 신축하고, 이 신축이 진동 부재(2)로 전해지고, 진동 부재(2)는 이 압전 소자(1)에서의 적층체(10)의 신축 동작에 연동하여 왕복 이동하게 된다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 이 압전 소자(1)에서의 한 쌍의 외부 전극(11, 11)의 각각은, 도 2에 도시한 바와 같이 급전을 위한 도전성의 급전 부재와 접속하기 위한 영역으로서 상정되어 있는 접속용 영역(11a)을 갖고, 이 접속용 영역(11a)의 경계(11b)로부터 적층체(10)의 적층 방향의 단부(10c)까지의 사이에 고저차가 있는 단차부(21)가 형성되어 있다. 상기 단차부(21)의 높이는 미리 설정한 소정의 높이여도 좋고, 예를 들어, 외부 전극(11)을 스퍼터로 성막한 경우에는, 그 성막 방법에 있어서 비교적 용이하게 형성할 수 있는 약 200 내지 600㎚ 중 어느 하나의 값이고, 또한 예를 들어 스크린 인쇄로 성막한 경우에는, 그 성막 방법에 있어서 비교적 용이하게 형성할 수 있는 약 1 내지 50㎛ 중 어느 하나의 값이다.
접속용 영역(11a)으로서, 급전 부재를 접속하려고 하는 위치를 포함하는 소정의 면적에서 대략 그 영역이 미리 상정되어 설정되고, 이 접속용 영역(11a)의 경계(11b)는 상기 급전 부재를 접속하려고 하는 위치와 단차부(21) 사이에 있고, 상기 급전 부재를 그 접속용 영역(11a)에 접속하기 전에 있어서 미리 명시되어 있지 않아도 좋고, 또한, 예를 들어 인쇄 등에 의해 명시되어 있어도 좋고, 혹은 급전 부재가 그 접속용 영역(11a)에 접속됨으로써 명시되도록 되어도 좋다. 요는, 후술하는 바와 같이, 외부 전극(11)을 향해 접착제(4)가 흘러나간 경우에 이 접착제(4)를 단차부(21)로 거의 막지만, 이 경우에, 이 접착제(4)에 의해 피복되어 있지 않은 충분한 면적(급전 부재를 설치할 수 있는 면적)이 접속용 영역(11a)으로서 외부 전극(11)에 확보되어 있으면 된다.
이와 같은 단차부(21)는, 예를 들어, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 적층체(10)에서의 외부 전극(11)이 형성되어 있는 외주면의 법선 방향(적층 방향에 직교하는 방향)으로부터 이 외부 전극(11)을 본 경우[외부 전극(11)을 평면에서 본 경우]에, 외부 전극(11)의 폭 방향의 양단부를 소정의 폭으로 남기도록, 적층체(10)의 적층 방향에서의 외부 전극(11)의 단부를, 직사각 형상으로 절결함으로써 설치되어 있다. 이와 같이 직사각 형상이고 외부 전극(11)의 일부를 절결하는 도 2의 (a)에 도시하는 예에서는, 적층체(10)의 외주면이 노출되어 있고, 이 적층체(10)의 외주면으로부터 외부 전극(11)의 표면[접속용 영역(11a)의 면]까지의 고저차[상기 법선 방향에서의 외부 전극(11)의 두께]에 의해 단차부(21)가 형성된다. 단차부(21)에서는, 외부 전극(11)의 접속용 영역(11a)은 단차부(21)의 고저차만큼, 적층체(10)의 외주면보다 높게 되어 있다.
그리고, 이 도 2에 도시하는 예에서는, 단차부(21, 21)는 접속용 영역(11a)의 경계(11b)로부터 적층체(10)의 적층 방향의 한쪽 단부(10c-1)까지의 사이와, 접속용 영역(11a)의 경계(11b)로부터 적층체(10)의 적층 방향의 다른 쪽 단부(10c-2)까지의 사이의 2개이다.
또한, 이들 2개의 단차부(21, 21)는, 도 2에 도시하는 예에서는, 적층체(10)의 외주면의 법선 방향으로부터 외부 전극(11)을 본 경우에, 적층체(10)의 적층 방향의 단부[10c(10c-1, 10c-2)]에 평행한 소정의 선 PL에 대해, 선 대칭인 동시에, 적층체(10)의 외주면의 법선 방향으로부터 외부 전극(11)을 본 경우에, 외부 전극(11)의 무게 중심점 GP에 대해, 점대칭이다. 상기 소정의 선 PL은, 도 2에 도시하는 예에서는, 적층체(10)의 적층 방향의 양단부(10c-1, 10c-2)로부터 등거리에 있는 선이고, 외부 전극(11)의 무게 중심점 GP를 지난다.
이와 같은 절결부를 가진 외부 전극(11)은, 예를 들어 H자 형상의 마스크를 사용하여 스퍼터나 증착 등을 행함으로써 형성될 수 있다. 또한 예를 들어, 이와 같은 절결부를 가진 외부 전극(11)은 H자 형상으로 스크린 인쇄 등을 행함으로써 형성될 수 있다.
또한, 도 2에 도시하는 예에서는, 이 절결부에서는, 적층체(10)의 외주면이 노출되어 있지만, 단차부(21)는 외부 전극(11)에서의, 접속용 영역(11a)의 면과 이 절결부의 면 사이에서 고저차가 있으면 되므로, 이 절결부에 접속용 영역(11a)의 두께보다 얇은 두께의 피복이 있어도 좋다. 상기 피복은 외부 전극(11)과 동일한 재료로 형성되어도 좋고, 또한 다른 재료여도 좋다. 즉, 단차부(21)는, 예를 들어 적층체(10)에서의 외부 전극(11)이 형성되어 있는 외주면의 법선 방향으로부터 이 외부 전극(11)을 본 경우에, 외부 전극(11)의 폭 방향의 양단부를 소정의 폭으로 남기도록, 적층체(10)의 적층 방향에서의 외부 전극(11)의 단부에 직사각 형상의 오목부가 형성됨으로써 설치된다.
이와 같은 단차부(21, 21)를 각각 가진 한 쌍의 외부 전극(11, 11)을 구비하는 압전 소자(1)의 적층 방향의 양단부면에, 접착제(4)를 사용함으로써, 진동 부재(2) 및 지지 부재(3)를 각각 고정하는 경우에는, 예를 들어, 우선, 진동 부재(2)의 한쪽 단부의 면 또는 압전 소자(1)의 한쪽 단부의 면에 접착제(4)가 도포된 후에 진동 부재(2)의 한쪽 단부와 압전 소자(1)의 한쪽 단부가 접착되고, 지지 부재(3)의 한쪽 단부의 면 또는 압전 소자(1)의 다른 쪽 단부의 면에 접착제(4)가 도포된 후에 지지 부재(3)의 한쪽 단부와 압전 소자(1)의 다른 쪽 단부가 접착된다(접착 공정).
그리고, 이 접착제(4)가, 예를 들어 에폭시계 등의 열경화성의 수지로 이루어지는 경우에는, 열경화를 위해, 상기 접착 공정에 계속해서 가열 처리가 실시된다. 이 가열 처리에 의해 통상 블리드 아웃이 발생하고, 미경화 접착제(4a)가, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이 압전 소자(1)의 적층체(10)의 외주면 상이나 외부 전극(11) 상에 미경화 접착제(4a)가 흘러나간 경우라도, 단차부(21)에 의해 미경화 접착제(4a)의 흐름을 막아서 접착용 영역(11a)으로의 미경화 접착제(4a)의 유입을 억제하므로, 미경화 접착제(4a)의 흘러나감에 의한 외부 전극(11)의 면적의 감소를 억제할 수 있어, 외부 전극(11)에서의 급전 부재의 접속 면적을 보다 확실하게 확보할 수 있다. 특히, 접착제(4)의 양과 압전 소자(1)의 크기의 관계로부터, 압전 소자(1)에서의 적층 방향의 길이가 수 밀리미터 정도인 경우에, 본 실시 형태에서 설명한 구성은 보다 효과적이고, 또한 압전 소자(1)에서의 적층 방향의 길이가 1㎜ 정도인 경우에, 본 실시 형태에서 설명한 구성은 보다 더 효과적이다.
또한, 상술에서는, 블리드 아웃에 의한 미경화 접착제(4a)의 흘러나감의 경우에 대해 설명하였지만, 접착제(4)의 양이 과잉이므로, 도 3에 도시한 바와 같이 압전 소자(1)의 적층체(10)의 외주면 상이나 외부 전극(11) 상에 접착제(4a)가 흘러나간 경우라도, 마찬가지로, 단차부(21)에 의해 과잉의 접착제(4a)의 흐름을 막아서 접착용 영역(11a)으로의 접착제(4a)의 유입을 억제하므로, 접착제(4a)의 흘러나감에 의한 외부 전극(11)의 면적의 감소를 억제할 수 있어, 외부 전극(11)에서의 급전 부재의 접속 면적을 보다 확실하게 확보할 수 있다.
이로 인해, 예를 들어 리드선이나 금선 등의 도전성이며 급전을 위한 한 쌍의 급전 부재(도시하지 않음)를 한 쌍의 외부 전극(11, 11)에서의 각 접속용 영역(11a)에 땜납(31)에 의해 접속하는 경우에, 외부 전극(11, 11)에서의 급전 부재의 접속 면적을 확보하고 있으므로, 종래보다도 확실하게, 한 쌍의 급전 부재(도시하지 않음)를 한 쌍의 외부 전극(11, 11)에서의 각 접속용 영역(11a)에 접속할 수 있어, 접속 불량을 종래보다도 저감시킬 수 있다.
또한, 상술한 압전 소자(1)에서는, 단차부(21, 21)는 상기 소정의 선 PL에 대해 서로 선 대칭인 2개이므로, 압전 소자(1)에, 예를 들어 진동 부재(2)나 지지 부재(3) 등의 다른 부재를 접착제(4)에 의해 접착하는 경우에, 압전 소자(1)의 적층 방향에서의 상하 방향을 무시하고 상기 접착 공정을 행할 수 있다. 이와 같이 압전 소자(1)의 적층 방향에서의 상하 방향을 관리하지 않고 상기 접착 공정을 행할 수 있으므로, 제조상 사정이 좋다.
또한, 상술한 압전 소자(1)에서는, 단차부(21, 21)는 외부 전극(11)의 무게 중심점 GP에 대해 서로 점대칭인 2개이므로, 압전 소자(1)에, 예를 들어 진동 부재(2)나 지지 부재(3) 등의 다른 부재를 접착제(4)에 의해 접착하는 경우에, 압전 소자(1)의 적층 방향에서의 상하 방향을 무시하고 상기 접착 공정을 행할 수 있다. 이와 같이 압전 소자(1)의 적층 방향에서의 상하 방향을 관리하는 일 없이 상기 접착 공정을 행할 수 있으므로, 제조상 사정이 좋다.
또한, 상술한 압전 소자(1)에서는, 이 단차부(21)를 형성할 때에, 외부 전극(11)의 폭 방향의 양단부를 소정의 폭으로 남기므로, 절결부가 형성되어 있는 압전층(10a)에도, 이 남겨진 외부 전극(11)의 부분에 의해 급전되어, 압전 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 접착용 영역(11a)으로의 접착제(4)의 유입을 억제하기 위해, 접속용 영역(11a)의 경계(11b)로부터 적층체(10)의 적층 방향의 단부(10c)까지의 사이에, 외부 전극(11)의 폭 방향을 따른 장척의 볼록부(둑부)를 외부 전극(11) 상에 형성하는 것도 생각된다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 외부 전극(11)의 일부로서 단차부(21)가 형성되어 있으므로, 외부 전극(11)의 형성과 단차부(21)의 형성을 1개의 공정으로 실현할 수 있지만, 이 볼록부를 설치하는 방법에서는, 외부 전극(11)의 형성 공정뿐만 아니라, 볼록부의 형성 공정도 필요해져 공정수가 증가해 버린다. 그리고, 이 방법에서는 상기 볼록부의 두께에 따라서 압전 소자의 외형 정밀도에 영향을 미쳐 버린다. 또한, 상기 볼록부를 수지의 스크린 인쇄에 의해 형성하는 경우에는, 접착제(4)의 가열 처리에 의해, 이 볼록부의 수지 자체로부터도 블리드 아웃이 발생해 버린다.
여기서, 도 1 및 도 2에 도시하는 예에서는, 단차부(21)는 외부 전극(11)을 평면에서 본 경우에 외부 전극(11)을 H자 형상으로 형성함으로써 설치되었지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 4 내지 도 7에 도시하는 다양한 형상으로 외부 전극(11)을 형성함으로써 설치되어도 좋다.
도 4는 단차부의 제1 변형 형태를 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)는 외부 전극(11)의 제1 구성을 도시하고, 도 4의 (b)는 외부 전극(11)의 제2 구성을 도시한다. 도 5는 단차부의 제2 변형 형태를 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (a)는 외부 전극(11)의 제3 구성을 도시하고, 도 5의 (b)는 외부 전극(11)의 제4 구성을 도시하고, 도 5의 (c)는 외부 전극(11)의 제5 구성을 도시한다. 도 6은 단차부의 제3 변형 형태를 설명하기 위한 도면이다. 도 6의 (a)는 외부 전극(11)의 제6 구성을 도시하고, 도 6의 (b)는 외부 전극(11)의 제7 구성을 도시한다. 도 7은 단차부의 제4 변형 형태를 설명하기 위한 도면으로, 외부 전극(11)의 제8 구성을 도시한다.
예를 들어, 단차부(21)는 대략 동일한 두께로 형성된 외부 전극(11)을 슬릿 형상으로 절결함으로써 형성되어도 좋다. 보다 구체적으로는, 예를 들어, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 단차부(21A)는 외부 전극(11A)을 평면에서 본 경우에, 적층체(10)의 적층 방향의 단부(10c)로부터 소정의 거리만큼 내측의 위치에서, 외부 전극(11A)의 폭 방향의 한쪽 단부로부터 폭 방향으로 연장되는 폭 방향으로 장척인 직사각 형상으로 외부 전극(11A)을 절결함으로써 형성된다. 혹은, 예를 들어, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 단차부(21B)는 외부 전극(11B)을 평면에서 본 경우에, 적층체(10)의 적층 방향의 단부(10c)로부터 소정의 거리만큼 내측의 위치에서, 외부 전극(11B)을 폭 방향으로 장척인 직사각 형상의 개구로 절결함으로써[외부 전극(11B)에 폭 방향으로 장척인 직사각 형상의 개구를 형성함으로써] 형성된다. 그리고, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 도시하는 예에서는, 단차부(21A, 21A; 21B, 21B)는 접속용 영역(11a)의 경계(11b)로부터 적층체(10)의 적층 방향의 한쪽 단부(10c-1)까지의 사이와, 접속용 영역(11a)의 경계(11b)로부터 적층체(10)의 적층 방향의 다른 쪽 단부(10c-2)까지의 사이의 2개이고, 또한 이들 2개의 단차부(21A, 21A; 21B, 21B)는 외부 전극(11A, 11B)을 평면에서 본 경우에, 적층체(10)의 적층 방향의 단부(10c)에 평행한 소정의 선 PL에 대해 선 대칭이다.
또한 예를 들어, 단차부(21C, 21D)는, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 외부 전극(11C, 11D)을 평면에서 본 경우에, 외부 전극(11C, 11D)의 폭 방향에서의 1개의 단부를 소정의 폭으로 남기도록, 적층체(10)의 적층 방향에서의 외부 전극(11C, 11D)의 단부를, 직사각 형상으로 절결함으로써 형성되어 있다. 그리고, 이 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시하는 예에서는, 단차부(21C, 21C; 21D, 21D)는 접속용 영역(11a)의 경계(11b)로부터 적층체(10)의 적층 방향의 한쪽 단부(10c-1)까지의 사이와, 접속용 영역(11a)의 경계(11b)로부터 적층체(10)의 적층 방향의 다른 쪽 단부(10c-2)까지의 사이의 2개이다.
그리고, 도 5의 (a)에 도시하는 예에서는, 이들 2개의 단차부(21C, 21C)는 외부 전극(11C)을 평면에서 본 경우에, 적층체(10)의 적층 방향의 단부[10c(10c-1, 10c-2)]에 평행한 상기 소정의 선 PL에 대해, 선 대칭이다. 즉, 상기 직사각 형상을 외부 전극(11C)으로부터 절결하는 경우에 있어서 남겨지는 소정의 폭의 부분은, 외부 전극(11C)의 폭 방향에서의 한쪽 단부에 있다. 또한, 도 5의 (b)에 도시하는 예에서는, 이들 2개의 단차부(21D, 21D)는 외부 전극(11D)을 평면에서 본 경우에, 외부 전극(11D)의 무게 중심점 GP에 대해, 점대칭이다. 즉, 상기 직사각 형상을 외부 전극(11D)으로부터 절결하는 경우에 있어서 남겨지는 소정의 폭의 부분은, 적층체(10)의 적층 방향의 한쪽 단부(10c-1)에서는 외부 전극(11D)의 폭 방향에서의 한쪽 단부에 있고, 적층체(10)의 적층 방향의 다른 쪽 단부(10c-2)에서는 외부 전극(11D)의 폭 방향에서의 다른 쪽 단부에 있다.
또한 예를 들어, 단차부(21E)는, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 2개이며, 외부 전극(11E)을 평면에서 본 경우에, 적층체(10)의 적층 방향의 한쪽 단부(10c-1)로부터 소정의 거리만큼 내측의 위치에서, 외부 전극(11E)의 폭 방향의 다른 쪽 단부로부터 폭 방향으로 연장되는 폭 방향으로 장척인 직사각 형상으로 외부 전극(11E)을 절결함으로써 형성되는 동시에, 외부 전극(11E)을 평면에서 본 경우에, 적층체(10)의 적층 방향의 다른 쪽 단부(10c-2)로부터 소정의 거리만큼 내측의 위치에서, 외부 전극(11E)의 폭 방향의 한쪽 단부로부터 폭 방향으로 연장되는 폭 방향으로 장척인 직사각 형상으로 외부 전극(11E)을 절결함으로써 형성된다. 이들 2개의 단차부(21E, 21E)는 외부 전극(11E)을 평면에서 본 경우에, 외부 전극(11E)의 무게 중심점 GP에 대해, 점대칭이다.
이들 상술한 예에서는, 압전 소자(1)의 상기 상하 방향을 관리하는 일 없이 상기 접착 공정을 행하는 관점으로부터, 대칭인 2개의 단차부(21, 21)가 형성되었지만, 예를 들어 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 1개의 단차부(21)라도 좋다.
이 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 도시하는 예에서는, 단차부(21F, 21G)는 외부 전극(11E)을 평면에서 본 경우에, 적층체(10)의 적층 방향의 양단부(10c-1, 10c-2)의 대략 중앙 위치에서, 외부 전극(11)을 슬릿 형상으로 절결함으로써 형성된다. 도 6의 (a)에 도시하는 경우에는, 단차부(21F)는 외부 전극(11E)의 폭 방향의 한쪽 단부로부터 폭 방향으로 연장되는 폭 방향으로 장척인 직사각 형상으로 외부 전극(11F)을 절결함으로써 형성되고, 도 6의 (b)에 도시하는 경우에는, 외부 전극(11G)을 폭 방향으로 장척인 직사각 형상의 개구로 절결함으로써[외부 전극(11G)에 폭 방향으로 장척인 직사각 형상의 개구를 형성함으로써] 형성된다.
또한, 도 7에 도시하는 예에서는, 단차부(21H)는 외부 전극(11H)을 평면에서 본 경우에, 외부 전극(11H)의 폭 방향에서의 1개의 단부를 소정의 폭으로 남기도록, 적층체(10)의 적층 방향에서의 외부 전극(11H)의 단부를, 적층체(10)의 적층 방향의 한쪽 단부(10c-1)로부터 양단부(10c-1, 10c-2)의 대략 중앙 위치까지 직사각 형상으로 절결함으로써 형성된다.
이와 같은 접착제(미경화 접착제를 포함함)(4)가 흐르는 방향을 따라서 낮은 면으로부터 높은 면으로 이행하는 단차부(21, 21A 내지 21H)를 형성함으로써, 상기 단차부(21, 21A 내지 21H)에 의해 막아서 접착용 영역(11a)으로의 접착제(4)의 유입을 억제하므로, 접착제(4)의 흘러나감에 의한 외부 전극의 면적의 감소를 억제할 수 있어, 외부 전극(11, 11A 내지 11H)에서의 급전 부재의 접속 면적을 보다 확실하게 확보할 수 있다.
또한, 상술한 압전 소자(1)는 그의 단면 형상이 직사각형인 각기둥 형상이었지만, 압전 소자(1)는 그의 단면 형상은 임의이고, 예를 들어, 단면 형상이 다각형인 다각 기둥 형상이나, 단면 형상이 원형인 원기둥 형상이나, 단면 형상이 타원인 타원 기둥 형상 등이어도 좋다.
그리고, 이와 같은 구동 장치(S)는 진동 부재(2)에 상대 이동 가능하게 마찰 결합하는 이동 부재를 더 구비함으로써, 압전 소자(1)의 신축 동작을 진동 부재(2)의 왕복 운동을 통해 이동 부재의 이동 동작으로 변환할 수 있어, 다양한 기계 장치에 내장하는 것이 가능하다. 특히, 압전 소자(1)는 그의 체적에 비해 큰 기계 출력을 얻을 수 있으므로, 소형의 기계 장치에 적절하게 내장할 수 있다. 일례로서, 예를 들어 포커스 렌즈의 구동이나 줌 렌즈의 구동을 위해 구동 장치(S)를 광학계에 내장한 경우에 대해 설명한다.
도 8은 광학계에 내장된 구동 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 8에 있어서, 구동 장치(SA)는 전기 기계 변환 소자(1)로서 압전 소자(1)와, 압전 소자(1)의 한쪽 단부에 고정되어, 압전 소자(1)의 신축 동작에 연동하여 왕복 이동하는 진동 부재(2)와, 압전 소자(1)의 다른 쪽 단부에 고정되어, 압전 소자(1)와 진동 부재(2)를 지지하는 지지 부재(3)와, 진동 부재(2)에 상대 이동 가능하게 마찰 결합하는 이동 부재(51)를 구비하여 구성된다.
압전 소자(1)는 상술한 외부 전극(11, 11A 내지 11H) 중 어느 하나가 형성되어 단차부(21, 21A 내지 21H) 중 어느 하나를 구비하는 소자이다. 도 8에는 외부 전극(11B)이 형성되어 2개의 단차부(21B, 21B)를 구비하는 압전 소자(1)가 도시되어 있다. 압전 소자(1)의 한 쌍의 외부 전극(11, 11)에는, 예를 들어 리드선이나 금선 등의 도전성이며 급전을 위한 한 쌍의 급전 부재(41, 41)가 그 각 접속용 영역(11a, 11a)에 땜납(31, 31)에 의해 접속되어 있다. 그리고, 이동 부재(51)는 광학계의, 예를 들어 포커스 렌즈나 줌 렌즈 등의 렌즈(렌즈군을 포함함)(61)를 보유 지지하는 렌즈 프레임이다.
이와 같은 구동 장치(SA)에서는, 한 쌍의 급전 부재(41, 41)를 통해 한 쌍의 외부 전극(11, 11)에 외부로부터 소정의 전압이 인가되면, 압전 소자(1)가 신축하고, 이 신축 동작에 연동하여 진동 부재(2)가 왕복 이동한다. 그리고, 이 진동 부재(2)의 왕복 운동에 의해 이동 부재(51)가 진동 부재(2)의 길이 방향을 따라서 이동한다. 보다 구체적으로는, 압전 소자(1)가 상대적으로 완만하게 신축하면 진동 부재(2)도 완만하게 이동하고, 이동 부재(51)는 진동 부재(2)에 마찰 결합한 상태에서 진동 부재(2)와 함께 이동한다. 한편, 압전 소자(1)가 상대적으로 급격하게 신축하면 진동 부재(2)도 급격하게 이동하고, 이동 부재(51)는 자신의 관성 질량에 의해 그 자리에 머물려고 하고, 진동 부재(2)에 대해 미끄럼 변위된다. 이와 같은 동작은, 예를 들어, 압전 소자(1)에 톱니 형상의 파형의 전압을 입력하여 진동 부재에 비대칭의 진동을 발생시킴으로써, 혹은, 압전 소자(1)에 직사각 형상의 파형의 펄스 전압을 입력하여 압전 소자(1)의 주파수 특성으로 진동 부재에 비대칭의 진동을 발생시킴으로써 행해진다.
이와 같은 동작에 의한 이동 부재(51)의 이동에 의해, 렌즈(61)가, 예를 들어 포커스 렌즈인 경우에는 포커싱이 행해지고, 또한 예를 들어 줌 렌즈인 경우에는 줌잉이 행해진다. 그리고, 상기 광학계의 상측에, 광학상을 전기적인 신호로 변환하는, 예를 들어 CCD형 이미지 센서나 CMOS형 이미지 센서 등의 촬상 소자가 배치되어 있는 경우에는, 상기 광학계에 의해 상기 촬상 소자의 수광면 상에 물체의 광학상이 형성되어, 촬영이 행해진다.
본 명세서는 상기와 같이 다양한 형태의 기술을 개시하고 있지만, 그 중 주된 기술을 이하에 정리한다.
일 형태에 관한 전기 기계 변환 소자는 압전 재료로 이루어지는 압전층과 도전성을 갖는 내부 전극층을 교대로 복수 적층하여 이루어지는 적층체와, 상기 적층체의 외주면에 적층 방향을 따라서 형성되고, 상기 내부 전극층과 순차 교대로 도통되는 한 쌍의 외부 전극을 구비하는 전기 기계 변환 소자이며, 상기 적층체에서의 상기 적층 방향의 단부에, 소정의 부재를 접착하기 위한 접착부를 더 구비하고, 상기 한 쌍의 외부 전극의 각각은 급전을 위한 도전성의 급전 부재와 접속하기 위한 접속용 영역을 갖고, 상기 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 상기 적층 방향의 단부까지의 사이에 고저차가 있는 단차부가 형성되어 있다.
이와 같은 전기 기계 변환 소자에서는, 전기 기계 변환 소자의 적층 방향의 단부에 접착제에 의해 다른 부재를 접착할 때에, 상기 접착제가 상기 외부 전극 상으로 흘러나간 경우라도, 상기 단차부에 의해 막아서 상기 접속용 영역으로의 상기 접착제의 유입을 억제하므로, 상기 접착제의 흘러나감에 의한 외부 전극에서의 급전 부재의, 예를 들어 납땜용 노출 면적 등의 접속용 노출 면적의 감소를 억제할 수 있어, 외부 전극에서의 급전 부재의 접속 면적을 보다 확실하게 확보할 수 있다. 상기 접착제의 흘러나감은, 예를 들어, 상기 접착제가 열경화에 의해 고착하는 경우에는 상술한 바와 같이 블리드 아웃에 의해 발생하는 것이고, 또한 예를 들어, 전기 기계 변환 소자의 상기 단부나 상기 다른 부재에 부여되는 접착제의 양이 과잉인 경우에 발생하는 것이다.
또한, 다른 일 형태에서는, 상술한 전기 기계 변환 소자에 있어서, 바람직하게는, 상기 단차부는 상기 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 상기 적층 방향의 한쪽 단부까지의 사이와, 상기 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 상기 적층 방향의 다른 쪽 단부까지의 사이의 2개이고, 상기 2개의 단차부는 상기 적층체의 외주면의 법선 방향으로부터 상기 외부 전극을 본 경우에, 상기 적층체의 상기 적층 방향의 단부에 평행한 소정의 선에 대해 선 대칭이다.
이 구성에 따르면, 상기 단차부는, 상기 소정의 선에 대해 서로 선 대칭인 2개이므로, 전기 기계 변환 소자에 다른 부재를 접착제에 의해 접착하는 경우에, 전기 기계 변환 소자의 적층 방향에서의 상하 방향을 무시하고 이 접착 공정을 행할 수 있다. 이와 같이 전기 기계 변환 소자의 적층 방향에서의 상하 방향을 관리하는 일 없이 이 접착 공정을 행할 수 있으므로, 제조상 사정이 좋다.
또한, 다른 일 형태에서는, 상술한 전기 기계 변환 소자에 있어서, 바람직하게는, 상기 단차부는 상기 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 상기 적층 방향의 한쪽 단부까지의 사이와, 상기 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 상기 적층 방향의 다른 쪽 단부까지의 사이의 2개이고, 상기 2개의 단차부는 상기 적층체의 외주면의 법선 방향으로부터 상기 외부 전극을 본 경우에, 상기 외부 전극의 무게 중심점에 대해 점대칭이다.
이 구성에 따르면, 상기 단차부는 상기 외부 전극의 무게 중심점에 대해 서로 점대칭인 2개이므로, 전기 기계 변환 소자에 다른 부재를 접착제에 의해 접착하는 경우에, 전기 기계 변환 소자의 적층 방향에서의 상하 방향을 무시하고 이 접착 공정을 행할 수 있다. 이와 같이 전기 기계 변환 소자의 적층 방향에서의 상하 방향을 관리하는 일 없이 이 접착 공정을 행할 수 있으므로, 제조상 사정이 좋다.
또한, 다른 일 형태에서는, 이들 상술한 전기 기계 변환 소자에 있어서, 바람직하게는, 상기 단차부는 상기 외부 전극의 절결부이다.
이 구성에 따르면, 상기 외부 전극을 절결함으로써, 상기 단차부를 형성할 수 있다.
또한, 다른 일 형태에서는, 이들 상술한 전기 기계 변환 소자에 있어서, 바람직하게는, 소정의 일방향에서의 길이가 1㎜ 정도이다.
이와 같은 소정의 일방향에서의 길이가 1㎜ 정도인 전기 기계 변환 소자에서는, 상기 접속용 영역의 면적을 비교적 작게 할 수밖에 없으므로, 접착제의 양과의 관계에서, 이와 같은 구성은 효과적으로 상술한 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 다른 일 형태에서는, 이들 상술한 전기 기계 변환 소자에 있어서, 바람직하게는, 상기 단차부의 고저차는 약 200 내지 600㎚이다.
이 구성에 따르면, 상기 외부 전극을 비교적 용이하게 스퍼터법으로 성막할 수 있다.
또한, 다른 일 형태에서는, 이들 상술한 전기 기계 변환 소자에 있어서, 바람직하게는, 상기 단차부의 고저차는 약 1 내지 50㎛이다.
이 구성에 따르면, 상기 외부 전극을 비교적 용이하게 스크린 인쇄법으로 성막할 수 있다.
또한, 다른 일 형태에서는, 이들 상술한 전기 기계 변환 소자에 있어서, 바람직하게는, 도전성이며 급전을 위한 한 쌍의 급전 부재를 더 구비하고, 상기 한 쌍의 급전 부재는 상기 한 쌍의 외부 전극에서의 각 접속용 영역에 땜납에 의해 접속되어 있다.
이 구성에 따르면, 상기 한 쌍의 급전 부재를 납땜에 의해 상기 한 쌍의 외부 전극에 접속한 전기 기계 변환 소자가 제공된다.
그리고, 다른 형태에 관한 구동 장치는 전기 기계 변환 소자와, 상기 전기 기계 변환 소자의 한쪽 단부에 접착제로 고정되어, 상기 전기 기계 변환 소자의 신축 동작에 연동하여 왕복 이동하는 진동 부재와, 상기 진동 부재에 상대 이동 가능하게 마찰 결합하는 이동 부재를 구비하는 구동 장치이며, 상기 전기 기계 변환 소자는, 이들 상술한 어느 하나의 전기 기계 변환 소자이다.
이와 같은 구성의 구동 장치에서는, 이들 상술한 어느 하나의 전기 기계 변환 소자를 사용하므로, 급전 부재의 외부 전극으로의 접속 불량이 감소하여, 구동 장치의 수율이 개선된다.
그리고, 다른 형태에 관한 구동 장치는 전기 기계 변환 소자와, 상기 전기 기계 변환 소자의 한쪽 단부에 접착제로 고정되어, 상기 전기 기계 변환 소자의 신축 동작에 연동하여 왕복 이동하는 진동 부재와, 상기 전기 기계 변환 소자의 다른 쪽 단부에 접착제로 고정되어, 상기 전기 기계 변환 소자와 상기 진동 부재를 지지하는 지지 부재와, 상기 진동 부재에 상대 이동 가능하게 마찰 결합하는 이동 부재를 구비하는 구동 장치이며, 상기 전기 기계 변환 소자는 이들 상술한 어느 하나의 전기 기계 변환 소자이다.
이와 같은 구성의 구동 장치에서는, 이들 상술한 어느 하나의 전기 기계 변환 소자를 사용하므로, 급전 부재의 외부 전극으로의 접속 불량이 감소하여, 구동 장치의 수율이 개선된다.
이 출원은 2009년 12월 21일에 출원된 일본 특허 출원 제2009-289184를 기초로 하는 것이고, 그 내용은 본원에 포함되는 것이다.
본 발명을 표현하기 위해, 상술에 있어서 도면을 참조하면서 실시 형태를 통해 본 발명을 적절하고 또한 충분히 설명하였지만, 통상의 기술자라면 상술한 실시 형태를 변경 및/또는 개량하는 것은 용이하게 할 수 있는 것이라고 인식해야 한다. 따라서, 통상의 기술자가 실시하는 변경 형태 또는 개량 형태가, 특허 청구범위에 기재된 청구항의 권리 범위를 이탈하는 레벨의 것이 아닌 한, 그 변경 형태 또는 그 개량 형태는 그 청구항의 권리 범위에 포괄된다고 해석된다.
본 발명에 따르면, 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 전기 기계 변환 소자 및 이 전기 기계 변환 소자를 사용한 구동 장치를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 압전 재료로 이루어지는 압전층과 도전성을 갖는 내부 전극층을 교대로 복수 적층하여 이루어지는 적층체와,
    상기 적층체의 외주면에 적층 방향을 따라서 형성되며, 상기 내부 전극층과 순차 교대로 도통되는 한 쌍의 외부 전극을 구비하는 전기 기계 변환 소자이며,
    상기 적층체에서의 상기 적층 방향의 단부에, 소정의 부재를 접착하기 위한 접착부를 더 구비하고,
    상기 한 쌍의 외부 전극의 각각은 급전(給電)을 위한 도전성의 급전 부재와 접속하기 위한 접속용 영역을 갖고, 상기 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 상기 적층 방향의 단부까지의 사이에 고저차가 있는 단차부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기 기계 변환 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단차부는, 상기 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 상기 적층 방향의 한쪽 단부까지의 사이와, 상기 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 상기 적층 방향의 다른 쪽 단부까지의 사이의 2개이고,
    상기 2개의 단차부는, 상기 적층체의 외주면의 법선 방향으로부터 상기 외부 전극을 본 경우에, 상기 적층체의 상기 적층 방향의 단부에 평행한 소정의 선에 대해 선 대칭인 것을 특징으로 하는, 전기 기계 변환 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단차부는, 상기 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 상기 적층 방향의 한쪽 단부까지의 사이와, 상기 접속용 영역의 경계로부터 상기 적층체의 상기 적층 방향의 다른 쪽 단부까지의 사이의 2개이고,
    상기 2개의 단차부는, 상기 적층체의 외주면의 법선 방향으로부터 상기 외부 전극을 본 경우에, 상기 외부 전극의 무게 중심점에 대해 점대칭인 것을 특징으로 하는, 전기 기계 변환 소자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단차부는 상기 외부 전극의 절결부인 것을 특징으로 하는, 전기 기계 변환 소자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 소정의 일방향에서의 길이가 1㎜ 정도인 것을 특징으로 하는, 전기 기계 변환 소자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단차부의 고저차는 약 200 내지 600㎚인 것을 특징으로 하는, 전기 기계 변환 소자.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단차부의 고저차는 약 1 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는, 전기 기계 변환 소자.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 도전성이며 급전을 위한 한 쌍의 급전 부재를 더 구비하고,
    상기 한 쌍의 급전 부재는 상기 한 쌍의 외부 전극에서의 각 접속용 영역에 땜납에 의해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 전기 기계 변환 소자.
  9. 전기 기계 변환 소자와,
    상기 전기 기계 변환 소자의 한쪽 단부에 접착제로 고정되어, 상기 전기 기계 변환 소자의 신축 동작에 연동하여 왕복 이동하는 진동 부재와,
    상기 진동 부재에 상대 이동 가능하게 마찰 결합하는 이동 부재를 구비하는 구동 장치이며,
    상기 전기 기계 변환 소자는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 전기 기계 변환 소자인 것을 특징으로 하는, 구동 장치.
  10. 전기 기계 변환 소자와,
    상기 전기 기계 변환 소자의 한쪽 단부에 접착제로 고정되어, 상기 전기 기계 변환 소자의 신축 동작에 연동하여 왕복 이동하는 진동 부재와,
    상기 전기 기계 변환 소자의 다른 쪽 단부에 접착제로 고정되어, 상기 전기 기계 변환 소자와 상기 진동 부재를 지지하는 지지 부재와,
    상기 진동 부재에 상대 이동 가능하게 마찰 결합하는 이동 부재를 구비하는 구동 장치이며,
    상기 전기 기계 변환 소자는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 전기 기계 변환 소자인 것을 특징으로 하는, 구동 장치.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011122417A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-06 日本碍子株式会社 電子装置
JP2013101020A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Seiko Epson Corp センサー素子、力検出装置およびロボット
JP5591292B2 (ja) 2012-09-14 2014-09-17 Ｔｄｋ株式会社 圧電素子ユニット
WO2014160966A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Bynlac Laboratories Llc Miniature camera zoom actuator
JP5572844B1 (ja) * 2013-09-05 2014-08-20 新シコー科技株式会社 振動装置、振動装置を用いた電子機器及び身体装着品
JP5915703B2 (ja) * 2014-02-27 2016-05-11 Tdk株式会社 圧電素子ユニットおよび駆動装置
JP5971286B2 (ja) * 2014-07-29 2016-08-17 Tdk株式会社 レンズ駆動装置
CN104438029B (zh) * 2014-12-09 2016-08-24 苏州科技学院 一种单激励超声椭圆振动微细加工工作平台
CN104438028B (zh) * 2014-12-09 2016-08-24 苏州科技学院 一种单激励超声椭圆振动换能器
JP6451657B2 (ja) * 2016-01-29 2019-01-16 Tdk株式会社 圧電アクチュエータ
JP2017188628A (ja) * 2016-04-08 2017-10-12 日本特殊陶業株式会社 圧電素子、その製造方法および圧電アクチュエータ
JP7172401B2 (ja) * 2018-10-04 2022-11-16 Tdk株式会社 圧電アクチュエータおよび圧電駆動装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04197086A (ja) * 1990-11-28 1992-07-16 Hitachi Ltd 積層型圧電アクチュエータ及び製造方法
JP2004282053A (ja) * 2003-02-26 2004-10-07 Kyocera Corp 積層型電子部品及びその製法並びに噴射装置
JP4808915B2 (ja) * 2003-09-24 2011-11-02 京セラ株式会社 積層型圧電素子及び噴射装置
JP2007274777A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Fujinon Corp 圧電素子及び駆動装置
JP5028905B2 (ja) * 2006-08-11 2012-09-19 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 駆動装置
JP5385400B2 (ja) * 2009-10-23 2014-01-08 株式会社村田製作所 電気機械変換素子及びアクチュエータ
WO2011122417A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-06 日本碍子株式会社 電子装置

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