WO2011049022A1 - 電気機械変換素子及びアクチュエータ - Google Patents

電気機械変換素子及びアクチュエータ Download PDF

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WO2011049022A1
WO2011049022A1 PCT/JP2010/068177 JP2010068177W WO2011049022A1 WO 2011049022 A1 WO2011049022 A1 WO 2011049022A1 JP 2010068177 W JP2010068177 W JP 2010068177W WO 2011049022 A1 WO2011049022 A1 WO 2011049022A1
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WO
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flow blocking
bleed flow
external electrode
bleed
electromechanical transducer
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PCT/JP2010/068177
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English (en)
French (fr)
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直 與田
俊雄 西村
雅永 西川
泰弘 岡本
智行 湯浅
Original Assignee
株式会社村田製作所
コニカミノルタオプト株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
    • H02N2/025—Inertial sliding motors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/07—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base
    • H10N30/072—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies
    • H10N30/073—Forming of piezoelectric or electrostrictive parts or bodies on an electrical element or another base by laminating or bonding of piezoelectric or electrostrictive bodies by fusion of metals or by adhesives

Definitions

  • the present invention relates to an electromechanical transducer and an actuator including the same.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view of the piezoelectric actuator described in Patent Document 1.
  • the piezoelectric actuator 100 includes a piezoelectric ceramic portion 101 and non-piezoelectric ceramic portions 102 and 103 connected to both ends of the piezoelectric ceramic portion 101.
  • First and second internal electrodes 104 and 105 are formed inside the piezoelectric ceramic portion 101 so as to face each other.
  • the first internal electrode 104 is connected to the first external electrode 106 formed on the outer surface of the piezoelectric ceramic portion 101.
  • the second internal electrode 105 is connected to a second external electrode (not shown) formed on the outer surface of the piezoelectric ceramic portion 101.
  • An external lead wire 107 is connected to each of the first external electrode 106 and the second external electrode by solder 108.
  • the piezoelectric actuator 100 In the piezoelectric actuator 100, a voltage is applied between the first and second internal electrodes 104 and 105 via the external lead wire 107, the solder 108, the first external electrode 106, and the second external electrode. Thereby, the piezoelectric ceramic part 101 expands and contracts. As a result, the piezoelectric actuator 100 is driven.
  • Patent Document 1 when the piezoelectric actuator 100 is incorporated into a machining apparatus or the like, one end of the non-piezoelectric ceramic portions 102 and 103 is used as a support member, and the other end is used as a driven member. And fixing with an epoxy adhesive.
  • bonding between a piezoelectric actuator and a supporting member or a driven member is generally performed with an adhesive.
  • an adhesive In particular, when a small piezoelectric actuator is bonded to a support member or a driven member, there is currently no effective bonding means other than an adhesive.
  • the adhesive low molecular weight components such as a plasticizer and a curing agent contained in the adhesive bleed when the adhesive is cured (hereinafter referred to as “the adhesive”).
  • the component bleeding from the adhesive is referred to as “bleed material”.)
  • the bleed material spreads along the surface of the piezoelectric actuator 100. For this reason, when bleeding occurs, the surfaces of the first external electrode 106 and the second external electrode may be covered with a bleeding object. In this case, the bonding strength of the solder 108 to the first external electrode 106 and the second external electrode is reduced.
  • connection reliability between the external lead wire 107 and the first external electrode 106 and the second external electrode is lowered. Further, when the first external electrode 106 and the second external electrode are covered with a bleed material, the solder 108 may not be joined.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide an electromechanical conversion element having high connection reliability and an actuator including the electromechanical conversion element.
  • the electromechanical transducer includes a displacement portion and an external electrode.
  • the displacement portion expands and contracts when a voltage is applied.
  • the displacement part has an electrode forming surface and an adhesive surface arranged adjacent to each other.
  • the external electrode is formed on the electrode forming surface.
  • a lead electrode for applying a voltage to the displacement portion is bonded at a bonding region provided on the external electrode.
  • a driven member that is driven by the expansion and contraction of the displacement portion is bonded to the bonding surface with an adhesive.
  • the electromechanical conversion element according to the present invention includes a bleed flow blocking portion provided on the bonding surface side from the end portion of the bonding region on the same side as the bonding surface on the electrode forming surface.
  • the critical surface tension of the bleed flow blocking portion is smaller than the critical surface tension of the external electrode. In this case, it is more effectively suppressed by the bleed flow blocking portion that the bleed material bleed from the adhesive flows to the external electrode side. Therefore, the bonding strength between the external electrode and the solder can be further increased. As a result, the connection reliability between the lead electrode and the external electrode can be further increased. In addition, since the bleed material is less likely to intervene between the external electrode and the solder, an increase in the electrical resistance value between the external electrode and the solder can be more effectively suppressed.
  • the critical surface tension of the bleed flow blocking portion is in the range of 10 dyn / cm to 100 dyn / cm.
  • the bleed flow blocking portion further effectively suppresses the bleed material bleed from the adhesive from flowing to the external electrode side.
  • the bleed flow blocking portion is made of a resin.
  • the bleed flow blocking portion is made of an epoxy resin, an acrylic resin, or a urethane resin.
  • the bleed flow blocking portion is formed at a position away from the edge on the bonding surface side of the electrode forming surface. According to this configuration, the bleed flow blocking part more effectively suppresses the bleed material bleed from the adhesive from flowing to the external electrode side.
  • the bleed flow blocking portion is formed at a position separated by 50 ⁇ m or more from the edge on the bonding surface side of the electrode forming surface. According to this configuration, when the bleed flow prevention portion is formed by a method such as screen printing or ink jet printing, the occurrence of printing position deviation or the paste or ink for forming the bleed flow prevention portion flows and wraps around the end face. Can be prevented.
  • the height of the bleed flow blocking portion is 1 ⁇ m or more. According to this configuration, the bleed flow blocking part more effectively suppresses the bleed material bleed from the adhesive from flowing to the external electrode side.
  • the external electrode when viewed from the normal direction of the electrode formation surface, is formed on a part of the electrode formation surface in a direction parallel to the adhesion surface.
  • the bleed flow blocking portion is formed in a region including at least a region where the external electrode is provided on the electrode forming surface. According to this configuration, the bleed flow blocking part more effectively suppresses the bleed material bleed from the adhesive from flowing to the external electrode side.
  • the bleed flow blocking portion is formed from one end of the electrode forming surface to the other end in the extending direction of the bonding surface. Yes. According to this configuration, the bleed flow blocking part more effectively suppresses the bleed material bleed from the adhesive from flowing to the external electrode side.
  • the bleed flow blocking portion is formed so as to surround at least a part of the external electrode. According to this configuration, the bleed flow blocking portion further effectively suppresses the bleed material bleeded from the adhesive from flowing into a portion located in the region surrounded by the bleed outflow blocking portion of the external electrode. .
  • the displacement portion includes first and second side surfaces extending along the height direction and a first direction perpendicular to the height direction. , Third and fourth side surfaces extending along the height direction, a second direction perpendicular to the height direction and the first direction, and a first side extending along the first direction and the second direction.
  • the first and second end surfaces are formed in a quadrangular prism shape, the bonding surface is constituted by the first end surface, and the electrode forming surface is constituted by the first side surface.
  • the displacement portion is made of a piezoelectric body.
  • the actuator according to the present invention is connected to the electromechanical conversion element according to the present invention, a driven member bonded by an adhesive to the bonding surface of the electromechanical conversion element, and solder to the external electrode.
  • a lead electrode A lead electrode.
  • the actuator includes a moving body that is slidably provided on the driven part, and moves by moving the driven part by expansion and contraction of the electromechanical conversion element.
  • the body is slid and displaced relative to the driven part.
  • the bleed flow blocking portion is provided on the bonding surface side from the end portion on the same side as the bonding surface of the bonding region with the lead electrode. For this reason, the bleed flow blocking part prevents the bleed material from the adhesive applied to the bonding surface from flowing into the bonding region. As a result, the joining region is not easily covered with the bleed material. Therefore, the connection reliability between the external electrode and the lead electrode can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic front view of the actuator according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the actuator according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic enlarged view of a portion III shown in FIG. 4 is a schematic enlarged view of a portion IV shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which bleed is generated from the adhesive in the actuator according to the reference example in which the bleed flow blocking portion is not provided.
  • FIG. 6 is a schematic schematic view showing a state where bleeding occurs from the adhesive in the actuator according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic side view of the actuator according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic side view of the actuator according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic side view of an actuator according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic side view of an actuator according to the fifth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic schematic view showing a state where bleeding occurs from an adhesive in the actuator according to the fifth embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic front view of the actuator according to the sixth embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view of the piezoelectric actuator described in Patent Document 1.
  • FIG. 1 is a schematic front view of the actuator according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic side view of the actuator according to the first embodiment.
  • the piezoelectric actuator 1 includes an electromechanical transducer 10 having a substantially quadrangular prism shape.
  • the electromechanical transducer 10 is an element that expands and contracts in the height direction Z when a voltage is applied.
  • the electromechanical conversion element 10 can be driven such that the expansion speed and the contraction speed are different from each other by adjusting application of a voltage to the electromechanical conversion element 10.
  • the one end face 10 a of the electromechanical transducer 10 is connected to the fixing member 12 via the weight 11.
  • the weight 11 and the electromechanical transducer 10 are bonded by an adhesive layer 13.
  • the weight 11 and the fixing member 12 are bonded together by an adhesive layer (not shown).
  • the fixing member 12 is constituted by, for example, a housing of a device in which the piezoelectric actuator 1 is mounted, a member fixed to the housing, or the like.
  • a greater driving force can be obtained by providing the weight 11 that is a member for efficiently transmitting the vibration of the piezoelectric actuator to the driven member.
  • the weight 11 may not be provided.
  • the weight 11 is not particularly limited as long as, for example, the weight 11 has a higher density than the displacement portion 20 described later.
  • the weight 11 can be formed of, for example, a metal or an alloy.
  • the other end face 10 b of the electromechanical conversion element 10 is bonded to the driven member 15 by the adhesive layer 14.
  • the driven member 15 is formed in a substantially cylindrical shape.
  • a movable body 16 is provided on the driven member 15 so as to be slidable.
  • a driven member 15 is inserted into the movable body 16 so as to be slidable.
  • the cross-sectional shape of the driven member 15 is not limited to a substantially cylindrical shape as long as it can be slid by friction.
  • the driven member 15 may be formed in a square shape.
  • the moving body 16 when the driven member 15 is moved steeply, if the inertial force of the moving body 16 is superior to the frictional engagement between the moving body 16 and the driven member 15, the moving body 16 is Slip displacement with respect to the drive member 15.
  • the electromechanical transducer 10 when the electromechanical transducer 10 is vibrated asymmetrically so as to move steeply toward the Z1 side and slowly toward the Z2 side, if the inertial force of the moving body 16 is won, the electromechanical conversion element 10 moves steeply toward the Z1 side.
  • the moving body 16 slides relative to the driven member 15 and its absolute position does not change substantially.
  • the moving body 16 moves to the Z2 side together with the driven member 15. By repeating this vibration, the moving body 16 can be moved to the Z2 side.
  • the dimension of the electromechanical conversion element 10 is not specifically limited.
  • the dimension along the height direction Z of the electromechanical transducer 10 can be, for example, 3 mm or less and 0.3 mm or more.
  • the electromechanical transducer 10 includes a displacement portion 20.
  • the displacement part 20 expands and contracts when a voltage is applied.
  • the displacement portion 20 is formed of a piezoelectric body.
  • An example of the piezoelectric body is a piezoelectric ceramic.
  • Specific examples of the piezoelectric ceramic include a PZT (lead zirconate titanate) ceramic.
  • the displacement portion 20 is formed in a quadrangular prism shape.
  • the “square column” includes a quadrangular column in which at least a part of a corner portion and a ridge line portion are chamfered or rounded. That is, the term “square column” refers to a pair of end faces, first and second side faces perpendicular to the pair of end faces, and both first and second end faces and first and second side faces. A three-dimensional object having third and fourth side surfaces is meant.
  • the displacement portion 20 has first and second end faces 20a and 20b and first to fourth side faces 20c to 20f.
  • Each of the first and second end faces 20a, 20b extends along a first direction x and a second direction y that are perpendicular to the height direction Z.
  • Each of the first and second side surfaces 20c, 20d extends along the height direction Z and the first direction x.
  • Each of the third and fourth side surfaces 20e and 20f extends along the height direction Z and the second direction y.
  • Each of the first to fourth side surfaces 20c to 20f is located adjacent to the first and second end surfaces 20a and 20b.
  • the first and second end faces 20 a and 20 b of the displacement portion 20 constitute end faces 10 b and 10 a of the electromechanical transducer 10.
  • the first end surface 20a constitutes an adhesive surface to which the driven member 15 is adhered with an adhesive.
  • the second end surface 20b constitutes an adhesion surface to which the weight 11 is adhered with an adhesive.
  • the second end surface 20b may be directly bonded to the fixing member 12 with an adhesive.
  • the electromechanical transducer 10 includes first and second electrodes 21 and 22. These first and second electrodes 21 and 22 are electrodes for applying a voltage to the displacement portion 20.
  • the first electrode 21 has a plurality of first internal electrode portions 21a and a first external electrode portion 21b.
  • the second electrode 22 has a plurality of second internal electrode portions 22a and a second external electrode portion 22b.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the first and second electrodes 21 and 22 include only the first and second external electrode portions 21b and 22b, and do not include the first and second internal electrode portions 21a and 22a. Good.
  • the plurality of first and second internal electrode portions 21 a and 22 a are formed inside the displacement portion 20.
  • Each of the first and second internal electrode portions 21a and 22a is disposed along the first and second directions x and y.
  • the first and second internal electrode portions 21 a and 22 a are alternately arranged along the height direction Z.
  • the first internal electrode portion 21a is exposed on the first, third, and fourth side surfaces 20c, 20e, and 20f excluding the second side surface 20d.
  • the second internal electrode portion 22a is exposed on the second to fourth side surfaces 20d to 20f excluding the first side surface 20c.
  • the first internal electrode portion 21a is connected to the first external electrode portion 21b.
  • the first external electrode portion 21b is formed on the first side surface 20c.
  • the second internal electrode portion 22a is connected to the second external electrode portion 22b.
  • the second external electrode portion 22b is formed on the second side surface 20d.
  • the 1st and 2nd side surfaces 20c and 20d comprise the external electrode formation surface.
  • each of the first and second external electrode portions 21b and 22b is formed in a substantially rectangular shape extending along the height direction Z.
  • the first and second external electrode portions 21b and 22b are formed on part of the first and second side surfaces 20c and 20d, for example, in the x direction.
  • the first and second external electrode portions 21b and 22b may be formed on the entire first and second side surfaces 20c and 20d in the height direction Z, for example.
  • the first and second external electrode portions 21b and 22b may be formed on the entire surfaces of the first and second side surfaces 20c and 20d.
  • the material for forming the first and second electrodes 21 and 22 is not particularly limited as long as it is a conductive material.
  • the first and second electrodes 21 and 22 are made of, for example, a metal such as Ag, Cu, Pt, Au, Ni, Cr, or Pd, or an alloy containing at least one of the metals as a main component. Yes. Specific examples of the alloy include, for example, an Ag—Pd alloy.
  • each of the 1st and 2nd electrodes 21 and 22 may be comprised by the laminated body of the some electrically conductive film.
  • each of the 1st and 2nd electrodes 21 and 22 may be comprised by the laminated body of Ag layer and NiCr layer.
  • the method for forming the first and second electrodes 21 and 22 is not particularly limited.
  • the first and second internal electrode portions 21a and 22a may be formed, for example, by applying a conductive paste on a ceramic green sheet and baking it.
  • the first and second external electrode portions 21b and 22b may be formed using a conductive paste, for example, or may be formed by a thin film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method.
  • the first and second external electrode portions 21b and 22b are provided with lead bonding regions.
  • Lead electrodes 24a and 24b are connected to the lead joint regions by solders 23a and 23b. A voltage is applied between the first and second electrodes 21 and 22 through the lead electrodes 24a and 24b and the solders 23a and 23b, and the electromechanical transducer 10 is driven.
  • the lead electrodes 24a and 24b may be connected with, for example, a conductive adhesive.
  • a low molecular weight component such as a plasticizer contained in the adhesive bleeds when the adhesive is cured. .
  • the bleed material bleeded from the adhesive spreads along the surface of the electromechanical transducer. For this reason, for example, as shown in FIG. 5, in the electromechanical conversion element 200 that is not provided with a bleed flow blocking portion described later, the bleed object 202 spreads over the external electrode portion 201. As a result, the external electrode part 201 may be covered with the bleed object 202.
  • the bleed material 202 is an organic component as described above, the bonding property of the solder to the external electrode portion 201 is deteriorated. For this reason, solder may not be bonded to the external electrode part 201, or even if bonded, a sufficiently large bonding strength may not be obtained. Therefore, the connection reliability of the lead electrode with respect to the external electrode portion 201 is lowered. Moreover, the electrical resistance between the external electrode part 201 and the solder may increase.
  • the first and second side surfaces 20c and 20d constituting the electrode forming surface extend along the first direction x. Bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b are provided.
  • the bleed flow blocking portions 25a and 26a are provided closer to the first end surface 20a than the end portions of the first and second external electrode portions 21b and 22b opposite to the first end surface 20a. ing.
  • the bleed flow blocking portions 25a and 26a are provided on the Z1 side in the height direction Z with respect to the end portions on the Z2 side in the height direction Z of the first and second external electrode portions 21b and 22b.
  • the bleed flow blocking portions 25a and 26a are provided on the first end surface 10a side from the end portion on the same side as the first end surface 10a in the joining region where the lead electrodes 24a and 24b are joined. ing. For this reason, as shown in FIG.
  • the bleed material 14a from the adhesive layer 14 bonding the displacement portion 20 and the driven member 15 is on the Z2 side in the height direction Z from the bleed flow blocking portions 25a and 26a. It is suppressed that it flows. Therefore, the surface of the portion of the first and second external electrode portions 21b and 22b that is located on the Z2 side in the height direction Z with respect to the bleed flow blocking portions 25a and 26a is prevented from being covered with the bleed material 14a. be able to.
  • the bleed flow blocking portions 25a and 26a are provided with the first and second external electrode portions 21b and 22b on the first and second side surfaces 20c and 20d. It is formed in a region including at least the region. Therefore, the surface of the portion of the first and second external electrode portions 21b and 22b that is located on the Z2 side in the height direction Z with respect to the bleed flow blocking portions 25a and 26a is more covered with the bleed object 14a. It can be effectively suppressed.
  • the bleed flow blocking portions 25a and 26a are formed in the first direction x from the end on the x1 side to the end on the x2 side of the first and second side surfaces 20c and 20d. Therefore, the surface of the portion of the first and second external electrode portions 21b, 22b that is located on the Z2 side in the height direction Z with respect to the bleed flow blocking portions 25a, 26a is further covered with the bleed object 14a. It can be effectively suppressed.
  • the bleed flow blocking portions 25b and 26b have a second end than the end of the first end surface 20a of the first and second external electrode portions 21b and 22b. It is provided on the end face 20b side.
  • the bleed flow blocking portions 25b and 26b are provided on the Z2 side in the height direction Z with respect to the end portions on the Z1 side in the height direction Z of the first and second external electrode portions 21b and 22b. .
  • the bleed material 13a from the adhesive layer 13 bonding the displacement portion 20 and the weight 11 flows to the Z1 side in the height direction Z from the bleed flow blocking portions 25b and 26b. Is suppressed. Therefore, the surface of the portion of the first and second external electrode portions 21b and 22b located on the Z1 side in the height direction Z with respect to the bleed flow blocking portions 25b and 26b is prevented from being covered with the bleed material 13a. be able to.
  • the bleed flow blocking portions 25b and 26b are provided with the first and second external electrode portions 21b and 22b on the first and second side surfaces 20c and 20d. It is formed in a region including at least the region. Therefore, the surface of the portion of the first and second external electrode portions 21b, 22b that is located on the Z1 side in the height direction Z with respect to the bleed flow blocking portions 25b, 26b is more covered with the bleed object 13a. It can be effectively suppressed.
  • the bleed flow blocking portions 25b and 26b are formed in the first direction x from the end on the x1 side to the end on the x2 side of the first and second side surfaces 20c and 20d. Therefore, the surface of the portion of the first and second external electrode portions 21b and 22b that is located on the Z1 side in the height direction Z with respect to the bleed flow blocking portions 25b and 26b is further covered with the bleed object 13a. It can be effectively suppressed.
  • the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b are provided, the bleed flow blocking portions 25a and 26a and the bleed flow of the first and second external electrode portions 21b and 22b are provided. It is suppressed that the part located between the prevention parts 25b and 26b is covered with the bleed objects 13a and 14a. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the bonding property of the solders 23a and 23b (see FIG. 1) to the first and second external electrode portions 21b and 22b. That is, the first and second external electrode portions 21b and 22b and the solders 23a and 23b can be firmly bonded.
  • the effect obtained in the present embodiment that the surface of the external electrode portion can be suppressed from being covered with the bleed material is, for example, as in the case where the dimension along the height direction Z of the electromechanical transducer 10 is 10 mm or more. Even when the electromechanical transducer 10 is large, it can be obtained. However, this effect is particularly great when the electromechanical transducer 10 is small. Specifically, for example, the effect is large when the dimension of the electromechanical transducer 10 along the height direction Z is 3 mm or less.
  • any material, any It may have a shape.
  • the flow of the bleed objects 13a and 14a can be physically suppressed. It is.
  • the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a and 26b preferably repel the bleed materials 13a and 14a.
  • the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b have more bleed materials 13a and 14a than the first and second side surfaces 20c and 20d and the first and second external electrode portions 21b and 22b. It is preferably one that repels strongly.
  • the critical surface tension of the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a and 26b with respect to the bleed products 13a and 14a is such that the bleed of the first and second side surfaces 20c and 20d and the first and second external electrode portions 21b and 22b. It is preferably smaller than the critical surface tension for the objects 13a and 14a.
  • the critical surface tension for the bleeds 13a and 14a is normally considered to be substantially equal to the critical surface tension of the alkane system.
  • the critical surface tension of the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b with respect to the bleed products 13a and 14a is preferably 100 dyn / cm or less, and more preferably 60 dyn / cm or less.
  • the critical surface tension of the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a and 26b with respect to the bleed materials 13a and 14a is small.
  • the critical surface tension of the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b is preferably 10 dyn / cm or more, and more preferably 25 dyn / cm or more.
  • the formation material of the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b is not particularly limited, and examples thereof include resins, metals, alloys, ceramics, and composite materials thereof. Especially, it is preferable that the bleed
  • the resin preferably used for forming the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b include, for example, epoxy resins, acrylic resins, and urethane resins.
  • an epoxy resin is preferably used for forming the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b. This is because when the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b are formed of an epoxy resin, the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b can be more firmly fixed to the displacement portion 20.
  • the resin preferably used for forming the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b is preferably an energy ray curable resin that is cured by irradiation with energy rays.
  • the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a and 26b can be easily formed.
  • the energy ray curable resin include a thermosetting resin and a photocurable resin.
  • the thermosetting resin include a thermosetting-liquid epoxy resin.
  • the thermosetting-liquid epoxy resin is a resin in which a curing agent encapsulated in microcapsules is added to an epoxy main agent.
  • thermosetting-liquid epoxy resin the microcapsules are destroyed by heating, and curing is accelerated by the reaction of the curing agent in the microcapsules with the epoxy-based main agent.
  • the thermosetting epoxy resin is not limited to the curing agent encapsulated in the microcapsule, and is a two-component mixed thermosetting epoxy resin in which two liquids of the main agent and the curing agent are mixed and cured. An epoxy resin that cures at room temperature can also be used.
  • the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b are made of resin
  • the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b can be formed by, for example, an ink jet method or a screen printing method.
  • “consisting of resin” includes a case where it is composed of a resin composition in which a filler or the like is added to the resin.
  • the bleed flow blocking portions 25a and 26a are formed on the Z1 side in the height direction Z with respect to the end portions on the Z2 side in the height direction Z of the first and second external electrode portions 21b and 22b.
  • the bleed flow blocking portions 25a and 26a may be formed so as to contact the edges on the Z1 side in the height direction Z of the first and second side surfaces 20c and 20d.
  • the bleed flow blocking portions 25a and 26a are preferably formed at positions away from the edge on the Z1 side in the height direction Z of the first and second side surfaces 20c and 20d.
  • the bleed flow blocking portions 25a and 26a are formed at positions spaced by 50 ⁇ m or more, more preferably 100 ⁇ m or more from the edge on the Z1 side in the height direction Z of the first and second side surfaces 20c and 20d. More preferably, is formed. That is, as shown in FIG. 3, the distance L1 between the bleed flow blocking portions 25a and 26a and the first end face 20a is more preferably 50 ⁇ m or more, and even more preferably 100 ⁇ m or more.
  • the bleed flow blocking portion when the bleed flow blocking portion is formed by a method such as screen printing or ink jet printing, the bleed flow blocking portions 25a and 26a and the first end surface 20a are separated from each other, so that a printing position shift may occur, It is possible to prevent the paste and ink for forming the flow blocking portion from flowing and wrapping around the end surface. For this reason, when the drive shaft or the like is bonded to the bonding surface, there is an effect of preventing the drive shaft or the like from being inclined or the adhesive force from being lowered due to the bleed element portion wrapping around the bonding surface.
  • the gap distance L1 between the bleed flow blocking portions 25a and 26a and the first end surface 20a is increased, the lead bonding regions of the first and second external electrode portions 21b and 22b are reduced.
  • the heights H1 and H2 of the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a and 26b from the first and second external electrode portions 21b and 22b along the second direction y are not particularly limited.
  • the heights H1 and H2 are preferably 1 ⁇ m or more. For example, when it is in the range of 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, the flow of the bleed is blocked and the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, 26b can be prevented from falling off.
  • the heights H1 and H2 are smaller than 1 ⁇ m, for example, when the bleed flow blocking portion is formed due to printing blur, a bleed flow blocking portion defect region is generated in part, and the bleed materials 13a and 14a The flow may not be sufficiently suppressed.
  • the heights H1 and H2 are larger than 100 ⁇ m, the width of the piezoelectric actuator 1 along the second direction y increases, and it may be difficult to mount the piezoelectric actuator 1 on the apparatus.
  • the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b tend to drop off easily.
  • the heights H1 and H2 are preferably 100 ⁇ m or less. More preferably, it is 50 ⁇ m or less.
  • the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b are formed on the first and second external electrode portions 21b and 22b, the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, The height of 26b is the height along the second direction y from the surfaces of the first and second external electrode portions 21b and 22b.
  • the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, 26b are not formed on the first and second external electrode portions 21b, 22b, the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, The height of 26 b is the height along the second direction y from the surface of the displacement portion 20.
  • FIG. 7 is a schematic side view of the actuator according to the second embodiment.
  • the example in which the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b are formed from the x1 side end portion to the x2 side end portion of the displacement portion 20 has been described.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a, and 26b may not be formed from the x1 side end portion of the displacement portion 20 to the x2 side end portion. That is, the bleed flow blocking portions 25 a, 25 b, 26 a, and 26 b are formed at the center of the displacement portion 20 in the first direction x, and may not be formed at both ends of the displacement portion 20. Even in this case, since the bleed materials 13a and 14a do not easily reach the center of the first and second external electrode portions 21b and 22b, the solders 23a and 23b and the first and second external electrode portions 21b are prevented. , 22b can be prevented from lowering the bonding strength. In addition, an increase in electrical resistance between the solders 23a and 23b and the first and second external electrode portions 21b and 22b can be suppressed.
  • FIG. 8 is a schematic side view of the actuator according to the third embodiment.
  • the bleed flow blocking portion 25 is formed so as to surround at least a part of the first external electrode portion 21b.
  • a bleed flow blocking portion is also formed on the second side surface 20d so as to surround at least a part of the second external electrode portion 22b.
  • FIG. 9 is a schematic side view of an actuator according to the fourth embodiment.
  • the bleed flow blocking portions 25b and 26b positioned on the Z2 side in the height direction Z are provided together with the bleed flow blocking portions 25a and 26a (not shown) positioned on the Z1 side in the height direction Z.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • only one of the bleed flow blocking portions 25a and 26a and the bleed flow blocking portions 25b and 26b may be provided.
  • only the bleed flow blocking portions 25a and 26a among the bleed flow blocking portions 25a, 25b, 26a and 26b are provided.
  • the bleed flow blocking portions 25a and 26a suppress the bleed material 14a from flowing to the Z2 side with respect to the bleed flow blocking portions 25a and 26a.
  • the flow of the bleed material 13a is not a problem because the fixing member 12 is joined to the electromechanical conversion element 10 after the lead electrodes 24a and 24b are joined by the solder 23a and 23b. Therefore, it is possible to suppress a decrease in bonding strength between the solders 23a and 23b and the first and second external electrode portions 21b and 22b. In addition, an increase in electrical resistance between the solders 23a and 23b and the first and second external electrode portions 21b and 22b can be suppressed.
  • FIG. 10 is a schematic side view of an actuator according to the fifth embodiment.
  • the example in which the bleed flow blocking portions 25a and 26a are formed in a straight line extending along the first direction x has been described.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • bleed flow blocking portions 25c and 25d that are connected to both ends of the bleed flow blocking portion 25a in the first direction x and extend toward the Z2 side in the height direction Z are further provided. It may be done. That is, the bleed flow blocking portion may be formed in a substantially U shape. In this case, as shown in FIG.
  • the bleed flow blocking portions 25c and 25d effectively cause the bleed flow blocking portion 25c to flow around the side of the bleed flow blocking portion 25a in the first direction x. Be inhibited. Therefore, it can suppress more effectively that the bleed thing 14a reaches
  • the flow of the bleed material 13a is not a problem because the fixing member 12 is joined to the electromechanical conversion element 10 after the lead electrodes 24a and 24b are joined by the solder 23a and 23b.
  • FIG. 12 is a schematic front view of the actuator according to the sixth embodiment.
  • the first internal electrode portion 21a may be exposed on the second side surface 20d
  • the second internal electrode portion 22a may be exposed on the first side surface 20c.
  • the insulating portions 21c and 22c are provided to insulate the first internal electrode portion 21a from the second external electrode portion 22b, and the second internal electrode portion 22a Insulate from the first external electrode portion 21b.
  • the piezoelectric actuator 1 according to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 (however, the lead electrodes 24a and 24b are not connected by the solders 23a and 23b) is the length shown in FIGS.
  • the lengths L1 and L3 and heights H1 and H2 were variously changed, and manufactured with the following design parameters.
  • 0.2 mg of cream solder was applied to the center of the portion between the bleed flow blocking portions 25a and 25b of the first external electrode portion 21b. After coating, the mixture was left for 5 minutes and then heated to 250 ° C. for 5 minutes on a hot plate. Thereafter, the spread of solder was visually observed.
  • Tables 1 and 2 below. In Tables 1 and 2, the evaluations 1 to 4 are based on the following evaluation criteria.
  • Evaluation 4 Solder spread over almost the entire region between the bleed flow blocking portions 25a and 25b of the first external electrode portion 21b.
  • Evaluation 3 It spreads to 70 to 90% of the portion between the bleed flow blocking portions 25a and 25b of the first external electrode portion 21b.
  • Evaluation 2 It spreads to 50 to 70% of the portion between the bleed flow blocking portions 25a and 25b of the first external electrode portion 21b.
  • Evaluation 1 The area where the solder spread was 50% or less of the portion between the bleed flow blocking portions 25a and 25b of the first external electrode portion 21b.
  • Material of the first external electrode portion 21b Ag Material of bleed flow blocking portions 25a and 25b: thermosetting epoxy resin Cream solder: Sn / Ag / Cu solder paste
  • Dimensions of bleed flow blocking portions 25a and 25b height dimension: 8 ⁇ m, width dimension: 200 ⁇ m Distance from end face to bleed flow blocking portions 25a, 25b: 100 ⁇ m
  • the bleed products 13a and 14a are bleed flow blocking portions 25a and 25b. It can be seen that it is possible to effectively suppress overcoming and reaching the first external electrode portion 21b.
  • the heights H1 and H2 are less than 1 ⁇ m, when the bleed flow blocking portion is formed due to blurring of printing or the like, a defective region of the bleed flow blocking portion is generated in part, and the bleed product 13a, In some cases, the flow of 14a could not be sufficiently suppressed. From this result, it is understood that the heights H1 and H2 are preferably 1 ⁇ m or more.
  • the distances L1 and L3 from the first and second end faces 20a and 20b to the bleed flow blocking portions 25a and 25b are in the range of 10 ⁇ m to 150 ⁇ m, and the bleed objects 13a and 14a are It has been found that it is possible to effectively prevent the bleed flow blocking portions 25a and 25b from being overcome and reaching the first external electrode portion 21b.
  • the bleed flow blocking portion is formed by a method such as screen printing or ink jet printing, the bleed flow blocking portions 25a, 26a and the first end surface 20a are separated from each other, thereby generating a printing position shift or blocking the bleed flow. It is possible to prevent the paste and ink for forming the part from flowing around the end surface. For this reason, the distances L1 and L3 are preferably 50 ⁇ m or more, and more preferably 100 ⁇ m or more.
  • Insulating portion 22 ... First Second electrode 22a ... second inner electrode portion 22b ... second outer electrode portion 23a, 23b ... solder 24a, 24b ... lead electrodes 25, 25a, 25b, 25c, 25d, 26a, 26b ... bleed flow blocking portion

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

　高い接続信頼性を有する電気機械変換素子及びそれを備えるアクチュエータを提供する。　電気機械変換素子１０は、電圧が印加されることにより伸縮し、互いに隣接して配置されている電極形成面と接着面とを有する変位部２０と、電極形成面に形成されている外部電極２１ｂ、２２ｂを含み、変位部２０に電圧を印加するためのリード電極２４ａ、２４ｂが外部電極２１ｂ、２２ｂに設けられる接合領域で接合され、かつ、変位部２０の伸縮によって駆動される被駆動部材１５が接着剤で接着面に接合される電気機械変換素子である。電気機械変換素子１０は、電極形成面上において、接合領域の、接着面と同じ側の端部より接着面側に設けられるブリード流動阻止部２５ａ、２６ａを備えている。

Description

電気機械変換素子及びアクチュエータ
　本発明は、電気機械変換素子及びそれを備えるアクチュエータに関する。
　従来、例えばカメラのオートフォーカス機構などに使用される小型のアクチュエータとして、下記の特許文献１などにおいて、圧電素子を用いた圧電アクチュエータが提案されている。図１３は、特許文献１に記載されている圧電アクチュエータの略図的斜視図である。図１３に示すように、圧電アクチュエータ１００は、圧電セラミック部１０１と、圧電セラミック部１０１の両端部に接続されている非圧電セラミック部１０２，１０３とを備えている。圧電セラミック部１０１の内部には、第１及び第２の内部電極１０４，１０５が互いに対向するように形成されている。第１の内部電極１０４は、圧電セラミック部１０１の外表面上に形成されている第１の外部電極１０６に接続されている。一方、第２の内部電極１０５は、圧電セラミック部１０１の外表面上に形成されている第２の外部電極（図示せず）に接続されている。そして、第１の外部電極１０６と第２の外部電極とのそれぞれには、半田１０８により、外部リード線１０７が接続されている。
　圧電アクチュエータ１００では、外部リード線１０７、半田１０８、第１の外部電極１０６及び第２の外部電極を介して第１及び第２の内部電極１０４，１０５間に電圧が印加される。これにより、圧電セラミック部１０１が伸縮する。その結果、圧電アクチュエータ１００が駆動される。
　特許文献１には、この圧電アクチュエータ１００を機械加工装置などに組み込む際には、非圧電セラミック部１０２，１０３のうちの一方の端部を支持部材に、他方の端部を被駆動部材に対してエポキシ接着剤により接着して固定することが記載されている。
実用新案登録第２５８７４０６号公報
　特許文献１に記載のように、圧電アクチュエータと、支持部材や被駆動部材との接合は、一般的に接着剤によって行われる。特に、小型の圧電アクチュエータと、支持部材や被駆動部材とを接合する場合は、接着剤以外には、有効な接合手段がないのが現状である。
　しかしながら、圧電アクチュエータと支持部材や被駆動部材とを、接着剤を用いて接合した場合、接着剤の硬化時に、接着剤に含まれる可塑剤や硬化剤などの低分子量成分などがブリードする（以下、接着剤からブリードした成分のことを「ブリード物」とする。）。ブリード物は、圧電アクチュエータ１００の表面を伝って広がっていく。このため、ブリードが発生すると、第１の外部電極１０６及び第２の外部電極の表面がブリード物で覆われてしまう場合がある。この場合、第１の外部電極１０６及び第２の外部電極に対する半田１０８の接合強度が低下する。従って、外部リード線１０７と、第１の外部電極１０６及び第２の外部電極との間の接続信頼性が低くなるという問題がある。また、第１の外部電極１０６及び第２の外部電極がブリード物で覆われた場合は、半田１０８が接合しない場合もある。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い接続信頼性を有する電気機械変換素子及びそれを備えるアクチュエータを提供することにある。
　本発明に係る電気機械変換素子は、変位部と、外部電極とを含んでいる。変位部は、電圧が印加されることにより伸縮する。変位部は、互いに隣接して配置されている電極形成面と接着面とを有する。外部電極は、電極形成面に形成されている。変位部に電圧を印加するためのリード電極が外部電極に設けられる接合領域で接合される。変位部の伸縮によって駆動される被駆動部材が接着剤で接着面に接合される。本発明に係る電気機械変換素子は、電極形成面上において、接合領域の、接着面と同じ側の端部より接着面側に設けられるブリード流動阻止部を備える。
　本発明に係る電気機械変換素子のある特定の局面では、ブリード流動阻止部の臨界表面張力は、外部電極の臨界表面張力よりも小さい。この場合、接着剤からブリードしたブリード物が外部電極側に流動することがブリード流動阻止部によってより効果的に抑制される。従って、外部電極と半田との接合強度をより高めることができる。その結果、リード電極と外部電極との接続信頼性をより高めることができる。また、外部電極と半田との間にブリード物がより介在し難いため、外部電極と半田との間の電気抵抗値の増大をより効果的に抑制することができる。
　本発明に係る電気機械変換素子の他の特定の局面では、ブリード流動阻止部の臨界表面張力は、１０ｄｙｎ／ｃｍ以上１００ｄｙｎ／ｃｍ以下の範囲内にある。この場合、接着剤からブリードしたブリード物が外部電極側に流動することがブリード流動阻止部によってさらに効果的に抑制される。
　本発明に係る電気機械変換素子の別の特定の局面では、ブリード流動阻止部は、樹脂からなる。
　本発明に係る電気機械変換素子のさらに他の特定の局面では、ブリード流動阻止部は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂からなる。
　本発明に係る電気機械変換素子のさらに別の特定の局面では、ブリード流動阻止部は、電極形成面の接着面側の端縁から離れた位置に形成されている。この構成によれば、接着剤からブリードしたブリード物が外部電極側に流動することがブリード流動阻止部によってさらに効果的に抑制される。
　本発明に係る電気機械変換素子のまた他の特定の局面では、ブリード流動阻止部は、電極形成面の接着面側の端縁から５０μｍ以上離れた位置に形成されている。この構成によれば、ブリード流動阻止部をスクリーン印刷又はインクジェット印刷など方法によって形成するとき、印刷位置ずれの発生や、ブリード流動阻止部を形成するためのペーストやインクが流動して端面へ回り込むことを防止できる。
　本発明に係る電気機械変換素子のまた別の特定の局面では、ブリード流動阻止部の高さは、１μｍ以上である。この構成によれば、接着剤からブリードしたブリード物が外部電極側に流動することがブリード流動阻止部によってさらに効果的に抑制される。
　本発明に係る電気機械変換素子のさらにまた他の特定の局面では、電極形成面の法線方向から視た際に、外部電極は、接着面と平行な方向において、電極形成面の一部に形成されており、ブリード流動阻止部は、電極形成面の外部電極が設けられている領域を少なくとも含む領域に形成されている。この構成によれば、接着剤からブリードしたブリード物が外部電極側に流動することがブリード流動阻止部によってさらに効果的に抑制される。
　本発明に係る電気機械変換素子のさらにまた別の特定の局面では、ブリード流動阻止部は、接着面の延びる方向において、電極形成面の一方側の端部から他方側の端部にわたって形成されている。この構成によれば、接着剤からブリードしたブリード物が外部電極側に流動することがブリード流動阻止部によってさらに効果的に抑制される。
　本発明に係る電気機械変換素子のまたさらに他の特定の局面では、ブリード流動阻止部は、外部電極の少なくとも一部を囲うように形成されている。この構成によれば、接着剤からブリードしたブリード物が外部電極のブリード流出阻止部によって囲まれた領域内に位置している部分に流動することがブリード流動阻止部によってさらに効果的に抑制される。
　本発明に係る電気機械変換素子のまたさらに別の特定の局面では、変位部は、高さ方向と、高さ方向に垂直な第１の方向とに沿って延びる第１及び第２の側面と、高さ方向と、高さ方向及び第１の方向に垂直な第２の方向とに沿って延びる第３及び第４の側面と、第１の方向と第２の方向とに沿って延びる第１及び第２の端面とを有する四角柱状に形成されており、接着面が第１の端面により構成されており、電極形成面が第１の側面により構成されている。
　本発明に係る電気機械変換素子の異なる他の特定の局面では、変位部は、圧電体からなる。
　本発明に係るアクチュエータは、上記本発明に係る電気機械変換素子と、電気機械変換素子の接着面に対して、接着剤により接着されている被駆動部材と、外部電極に対して半田により接続されているリード電極とを備えている。
　本発明に係るアクチュエータのある特定の局面では、アクチュエータは、被駆動部に摩擦摺動可能に設けられた移動体を備え、電気機械変換素子の伸縮によって、被駆動部を移動させることで、移動体を被駆動部に対して滑り変位させる。　
　本発明では、電極形成面上において、リード電極との接合領域の接着面と同じ側の端部より接着面側にブリード流動阻止部が設けられている。このため、接着面に塗布された接着剤からのブリード物が接合領域に流動することがブリード流動阻止部により阻止される。その結果、接合領域がブリード物により覆われ難い。従って、外部電極とリード電極との接続信頼性を高めることができる。
図１は、第１の実施形態に係るアクチュエータの略図的正面図である。 図２は、第１の実施形態に係るアクチュエータの略図的側面図である。 図３は、図１に示すＩＩＩ部分の略図的拡大図である。 図４は、図１に示すＩＶ部分の略図的拡大図である。 図５は、ブリード流動阻止部が設けられていない参考例に係るアクチュエータにおいて、接着剤からブリードが生じた状態を表す略図的模式図である。 図６は、第１の実施形態に係るアクチュエータにおいて、接着剤からブリードが生じた状態を表す略図的模式図である。 図７は、第２の実施形態に係るアクチュエータの略図的側面図である。 図８は、第３の実施形態に係るアクチュエータの略図的側面図である。 図９は、第４の実施形態に係るアクチュエータの略図的側面図である。 図１０は、第５の実施形態に係るアクチュエータの略図的側面図である。 図１１は、第５の実施形態に係るアクチュエータにおいて、接着剤からブリードが生じた状態を表す略図的模式図である。 図１２は、第６の実施形態に係るアクチュエータの略図的正面図である。 図１３は、特許文献１に記載されている圧電アクチュエータの略図的斜視図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に限定されない。
　（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態に係るアクチュエータの略図的正面図である。図２は、第１の実施形態に係るアクチュエータの略図的側面図である。
　図１及び図２に示すように、圧電アクチュエータ１は、略四角柱状の電気機械変換素子１０を備えている。電気機械変換素子１０は、電圧が印加されることにより高さ方向Ｚに伸縮する素子である。電気機械変換素子１０は、電気機械変換素子１０への電圧の印加を調節することにより、伸長速度と収縮速度とが互いに異なるように駆動可能である。
　電気機械変換素子１０の一方側の端面１０ａは、錘１１を介して、固定部材１２に接続されている。錘１１と電気機械変換素子１０とは、接着剤層１３によって接着されている。同様に、錘１１と固定部材１２とも図示しない接着剤層により接着されている。
　なお、固定部材１２は、例えば、圧電アクチュエータ１が搭載される装置の筐体や、筐体に固定されている部材などによって構成されている。
　圧電アクチュエータの振動を効率よく被駆動部材に伝えるための部材である錘１１を設けることにより、より大きな駆動力を得ることができる。なお、錘１１は、設けなくてもよい。
　錘１１は、例えば、後述する変位部２０よりも高い密度を有するものである限りにおいて特に限定されない。錘１１は、例えば金属や合金などにより形成することができる。
　電気機械変換素子１０の他方側の端面１０ｂには、接着剤層１４により被駆動部材１５に接着されている。被駆動部材１５は、略円柱状に形成されている。被駆動部材１５には、移動体１６が摩擦摺動可能に設けられている。移動体１６に被駆動部材１５が摩擦摺動可能に挿入されている。被駆動部材１５の断面形状は、摩擦摺動可能である限り、略円柱状に限定されない。被駆動部材１５は、角形状に形成されてもよい。
　圧電アクチュエータ１では、被駆動部材１５が急峻に移動させられるときにおいて、移動体１６の慣性力が、移動体１６と被駆動部材１５との摩擦係合に勝っていれば、移動体１６は被駆動部材１５に対して滑り変位する。例えば、電気機械変換素子１０を、Ｚ１側へ急峻に、Ｚ２側に緩慢に移動するように非対称に振動させる場合において、移動体１６の慣性力が勝っていれば、Ｚ１側へ急峻に移動するときに移動体１６は被駆動部材１５に対して滑り、その絶対位置は実質的に変化しない。Ｚ２側へ緩慢に移動するときは、移動体１６は被駆動部材１５と一緒にＺ２側へ移動する。この振動を繰り返すことで、移動体１６をＺ２側へ移動させることができる。
　次に、図１～図３を参照しながら、電気機械変換素子１０の構成について詳細に説明する。なお、電気機械変換素子１０の寸法は特に限定されない。電気機械変換素子１０の高さ方向Ｚに沿った寸法は、例えば、３ｍｍ以下０．３ｍｍ以上とすることができる。
　図１及び図２に示すように、電気機械変換素子１０は、変位部２０を備えている。変位部２０は、電圧が印加されることにより伸縮する。本実施形態では、変位部２０は、圧電体により形成されている。圧電体の例としては、例えば、圧電セラミックが挙げられる。圧電セラミックの具体例としては、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系セラミックなどが挙げられる。
　変位部２０は、四角柱状に形成されている。ここで、「四角柱」には、角部及び稜線部の少なくとも一部が面取り状またはＲ面取り状に形成されている四角柱を含むものとする。すなわち、「四角柱」とは、一対の端面と、一対の端面に垂直な第１及び第２の側面と、第１及び第２の端面と第１及び第２の側面との両方に垂直な第３及び第４の側面とを有する立体物を意味している。
　変位部２０は、第１及び第２の端面２０ａ、２０ｂと、第１～第４の側面２０ｃ～２０ｆとを有する。第１及び第２の端面２０ａ、２０ｂのそれぞれは、高さ方向Ｚに対して垂直な、第１方向ｘ及び第２の方向ｙに沿って延びている。第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄのそれぞれは、高さ方向Ｚ及び第１の方向ｘに沿って延びている。第３及び第４の側面２０ｅ、２０ｆのそれぞれは、高さ方向Ｚ及び第２の方向ｙに沿って延びている。第１～第４の側面２０ｃ～２０ｆのそれぞれは、第１及び第２の端面２０ａ、２０ｂに隣接して位置している。本実施形態では、変位部２０の第１及び第２の端面２０ａ、２０ｂが、電気機械変換素子１０の端面１０ｂ、１０ａを構成している。すなわち、第１の端面２０ａは、被駆動部材１５が接着剤で接着される接着面を構成している。第２の端面２０ｂは、錘１１が接着剤で接着される接着面を構成している。なお、第２の端面２０ｂは、固定部材１２に接着剤で直接接着されていてもよい。
　図１に示すように、電気機械変換素子１０は、第１及び第２の電極２１，２２を備えている。これら第１及び第２の電極２１，２２は、変位部２０に電圧を印加するための電極である。第１の電極２１は、複数の第１の内部電極部２１ａと、第１の外部電極部２１ｂとを有する。第２の電極２２は、複数の第２の内部電極部２２ａと、第２の外部電極部２２ｂとを有する。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、第１及び第２の電極２１，２２は、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのみを有し、第１及び第２の内部電極部２１ａ、２２ａを有していなくてもよい。
　複数の第１及び第２の内部電極部２１ａ、２２ａは、変位部２０の内部に形成されている。第１及び第２の内部電極部２１ａ、２２ａのそれぞれは、第１及び第２の方向ｘ、ｙに沿って配置されている。第１及び第２の内部電極部２１ａ、２２ａは、高さ方向Ｚに沿って交互に配置されている。第１の内部電極部２１ａは、第２の側面２０ｄを除く、第１，第３及び第４の側面２０ｃ、２０ｅ、２０ｆに露出している。一方、第２の内部電極部２２ａは、第１の側面２０ｃを除く、第２～第４の側面２０ｄ～２０ｆに露出している。
　第１の内部電極部２１ａは、第１の外部電極部２１ｂに接続されている。第１の外部電極部２１ｂは、第１の側面２０ｃ上に形成されている。一方、第２の内部電極部２２ａは、第２の外部電極部２２ｂに接続されている。第２の外部電極部２２ｂは、第２の側面２０ｄ上に形成されている。このため、本実施形態では、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄが外部電極形成面を構成している。
　第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのそれぞれの平面形状は、高さ方向Ｚに沿って延びる略矩形状に形成されている。本実施形態では、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂは、例えば、ｘ方向において、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄの一部に形成されている。もっとも、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂは、例えば、高さ方向Ｚにおいて、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄの全体に形成されていてもよい。なお、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂは、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄの全面に形成されてもよい。
　第１及び第２の電極２１，２２の形成材料は、導電材料である限りにおいて特に限定されない。第１及び第２の電極２１，２２は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ，Ｐｄなどの金属や、上記金属の少なくとも１種以上を主成分として含む合金などにより形成されている。合金の具体例としては、例えば、Ａｇ－Ｐｄ合金などが挙げられる。また、第１及び第２の電極２１，２２のそれぞれは、複数の導電膜の積層体により構成されていてもよい。例えば、第１及び第２の電極２１，２２のそれぞれは、Ａｇ層と、ＮｉＣｒ層との積層体により構成されていてもよい。
　第１及び第２の電極２１，２２の形成方法も特に限定されない。第１及び第２の内部電極部２１ａ、２２ａは、例えば、導電性ペーストをセラミックグリーンシート上に塗布し、焼成することにより形成してもよい。第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂは、例えば、導電性ペーストを用いて形成してもよいし、スパッタ法や蒸着法などの薄膜形成方法により形成してもよい。また、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂは、例えば、めっきにより形成してもよい。
　第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂには、リード接合領域が設けられている。そのリード接合領域には、半田２３ａ、２３ｂによって、リード電極２４ａ、２４ｂが接続されている。これらリード電極２４ａ、２４ｂ、半田２３ａ、２３ｂを介して、第１及び第２の電極２１，２２間に電圧が印加され、電気機械変換素子１０が駆動される。なお、リード電極２４ａ、２４ｂの接続は、例えば、導電性接着剤により行ってもよい。
　ところで、電気機械変換素子１０と、錘１１や被駆動部材１５とを接着剤を用いて接着する場合、接着剤の硬化時などにおいて、接着剤に含まれる可塑剤等の低分子量成分がブリードする。接着剤からブリードしたブリード物は、電気機械変換素子の表面を伝って広がっていく。このため、例えば、図５に示すように、後述するブリード流動阻止部が設けられていない電気機械変換素子２００では、ブリード物２０２が外部電極部２０１の上にも広がっていくこととなる。その結果、外部電極部２０１がブリード物２０２により覆われてしまう場合がある。そうすると、ブリード物２０２は、上述の通り有機成分であるため、外部電極部２０１に対する半田の接合性が低下する。このため、外部電極部２０１に対して半田が接合しなかったり、接合したとしても十分に大きな接合強度が得られなかったりする場合がある。従って、外部電極部２０１に対するリード電極の接続信頼性が低くなる。また、外部電極部２０１と半田との間の電気抵抗が増大する場合がある。
　それに対して、本実施形態では、図１～図３に示すように、電極形成面を構成している第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄのそれぞれに、第１の方向ｘに沿って延びるブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂが設けられている。
　具体的には、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａは、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂの第１の端面２０ａとは反対側の端部よりも第１の端面２０ａ側に設けられている。換言すれば、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａは、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂの高さ方向ＺのＺ２側の端部よりも高さ方向ＺのＺ１側に設けられている。より具体的には、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａは、リード電極２４ａ、２４ｂが接合されている接合領域の、第１の端面１０ａと同じ側の端部より第１の端面１０ａ側に設けられている。このため、図６に示すように、変位部２０と被駆動部材１５とを接着している接着剤層１４からのブリード物１４ａがブリード流動阻止部２５ａ、２６ａよりも高さ方向ＺのＺ２側に流動することが抑制される。従って、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのうち、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａよりも高さ方向ＺのＺ２側に位置する部分の表面がブリード物１４ａにより覆われることを抑制することができる。
　また、本実施形態では、第１の方向ｘにおいて、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａは、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄの第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂが設けられている領域を少なくとも含む領域に形成されている。このため、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのうち、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａよりも高さ方向ＺのＺ２側に位置する部分の表面がブリード物１４ａにより覆われることをより効果的に抑制することができる。
　さらに、本実施形態では、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａが第１の方向ｘにおいて、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄのｘ１側の端部からｘ２側の端部にわたって形成されている。このため、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのうち、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａよりも高さ方向ＺのＺ２側に位置する部分の表面がブリード物１４ａにより覆われることをさらに効果的に抑制することができる。
　一方、ブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂは、図１～図３及び図６に示すように、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂの第１の端面２０ａの端部よりも第２の端面２０ｂ側に設けられている。換言すれば、ブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂは、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂの高さ方向ＺのＺ１側の端部よりも高さ方向ＺのＺ２側に設けられている。このため、図６に示すように、変位部２０と錘１１とを接着している接着剤層１３からのブリード物１３ａがブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂよりも高さ方向ＺのＺ１側に流動することが抑制される。従って、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのうち、ブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂよりも高さ方向ＺのＺ１側に位置する部分の表面がブリード物１３ａにより覆われることを抑制することができる。
　また、本実施形態では、第１の方向ｘにおいて、ブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂは、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄの第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂが設けられている領域を少なくとも含む領域に形成されている。このため、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのうち、ブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂよりも高さ方向ＺのＺ１側に位置する部分の表面がブリード物１３ａにより覆われることをより効果的に抑制することができる。
　さらに、本実施形態では、ブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂが第１の方向ｘにおいて、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄのｘ１側の端部からｘ２側の端部にわたって形成されている。このため、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのうち、ブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂよりも高さ方向ＺのＺ１側に位置する部分の表面がブリード物１３ａにより覆われることをさらに効果的に抑制することができる。
　このように、本実施形態では、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂが設けられているため、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのブリード流動阻止部２５ａ、２６ａとブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂとの間に位置する部分が、ブリード物１３ａ、１４ａにより覆われることが抑制されている。従って、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂに対する半田２３ａ、２３ｂ（図１を参照）の接合性の低下を抑制することができる。すなわち、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂと、半田２３ａ、２３ｂとを強固に接合することができる。従って、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂに対するリード電極２４ａ、２４ｂの高い接続信頼性を確保することができる。また、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂと、半田２３ａ、２３ｂとの間の電気抵抗の増大を抑制することができる。従って、圧電アクチュエータ１の高い駆動効率を実現することができる。
　なお、この効果は、変位部２０の材質に関わらず得られるが、変位部２０がセラミックからなる場合は、ブリード物１３ａ、１４ａが変位部２０の表面を伝って広がりやすいため、変位部２０がセラミックからなる場合により大きく得られる。なお、変位部２０がセラミックからなる場合に、ブリード物１３ａ、１４ａが変位部２０の表面を伝って広がりやすい理由は、セラミックの表面が微視的にポーラスとなっているためであったり、セラミック表面の吸着水とブリード成分との親和性によるものと考えられる。
　ブリード物によって外部電極部表面が被覆されることを抑制できるという本実施形態において得られる効果は、例えば、電気機械変換素子１０の高さ方向Ｚに沿った寸法が１０ｍｍ以上である場合のように、電気機械変換素子１０が大きい場合であっても得られる。しかしながら、本効果は、電気機械変換素子１０が小さい場合に特に大きい。具体的には、例えば、電気機械変換素子１０の高さ方向Ｚに沿った寸法が３ｍｍ以下の場合に効果が大きい。
　ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄから第２の方向ｙに突出しているものである限りにおいて、どのような材質からなるもの、どのような形状を有するものであってもよい。第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄから第２の方向ｙに突出しているブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂを設けることにより、ブリード物１３ａ、１４ａの流動を物理的に抑制できるためである。
　但し、ブリード物１３ａ、１４ａの流動をより効果的に抑制する観点からは、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは、ブリード物１３ａ、１４ａをはじくものであることが好ましい。具体的には、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄ並びに第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂよりもブリード物１３ａ、１４ａをより強くはじくものであることが好ましい。従って、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂのブリード物１３ａ、１４ａに対する臨界表面張力は、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄ並びに第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのブリード物１３ａ、１４ａに対する臨界表面張力よりも小さいことが好ましい。なお、ブリード物１３ａ、１４ａに対する臨界表面張力は、通常、アルカン系の臨界表面張力と実質的に等しいものと考えられる。
　具体的には、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂのブリード物１３ａ、１４ａに対する臨界表面張力は、１００ｄｙｎ／ｃｍ以下であることが好ましく、６０ｄｙｎ／ｃｍ以下であることがより好ましい。
　上述のように、ブリード物１３ａ、１４ａの流動をより効果的に抑制する観点からは、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂのブリード物１３ａ、１４ａに対する臨界表面張力は小さい方が好ましい。しかしながら、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂの臨界表面張力が小さすぎると、阻止部の膜強度が低下する場合がある。このため、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂの臨界表面張力は、１０ｄｙｎ／ｃｍ以上であることが好ましく、２５ｄｙｎ／ｃｍ以上であることがより好ましい。
　ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂの形成材料は、特に限定されず、例えば、樹脂、金属、合金、セラミックまたはこれらの複合材料などが挙げられる。なかでも、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは、樹脂からなるものであることが好ましい。この場合、上記好ましい臨界表面張力を容易に実現できるとともに、容易に形成できるからである。
　ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂの形成に好ましく用いられる樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。なかでも、エポキシ系樹脂がブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂの形成により好ましく用いられる。エポキシ系樹脂によりブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂを形成した場合、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂを変位部２０に対してより強固に固定できるためである。
　また、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂの形成に好ましく用いられる樹脂は、エネルギー線を照射することにより硬化するエネルギー線硬化性樹脂であることが好ましい。この場合、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂを容易に形成できるからである。エネルギー線硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、熱硬化性―液性エポキシ樹脂などが挙げられる。ここで、熱硬化性―液性エポキシ樹脂とは、エポキシ系の主剤中に、マイクロカプセルに封入された硬化剤が添加されている樹脂である。熱硬化性―液性エポキシ樹脂では、加熱によりマイクロカプセルが破壊され、マイクロカプセル内の硬化剤がエポキシ系の主剤と反応することにより硬化が促進する。ここで、熱硬化性エポキシ樹脂は、マイクロカプセルに封入された硬化剤に限定されるものではなく、主剤と硬化剤の２液を混合して硬化させる、２液混合型の熱硬化性エポキシ樹脂や室温で硬化するエポキシ樹脂なども用いることができる。
　ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂが樹脂からなる場合、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは、例えば、インクジェット法、スクリーン印刷法などにより形成することができる。
　なお、本発明において、「樹脂からなる」には、樹脂に対して、フィラーなどが添加された樹脂組成物からなる場合が含まれるものとする。
　ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａの形成位置は、上述のように、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂの高さ方向ＺのＺ２側の端部よりも高さ方向ＺのＺ１側である限りにおいて特に限定されない。例えば、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａは、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄの高さ方向ＺのＺ１側の端縁に接するように形成されていてもよい。但し、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａは、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄの高さ方向ＺのＺ１側の端縁から離れた位置に形成されていることが好ましい。なかでも、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａは、第１及び第２の側面２０ｃ、２０ｄの高さ方向ＺのＺ１側の端縁から５０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上離れた位置に形成されて隙間が形成されることがより好ましい。すなわち、図３に示すように、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａと、第１の端面２０ａとの隙間の距離Ｌ１が５０μｍ以上であることがより好ましく、１００μｍ以上であることがさらに好ましい。この場合、ブリード流動阻止部をスクリーン印刷又はインクジェット印刷など方法によって形成するとき、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａと、第１の端面２０ａとが離間しているため、印刷位置ずれの発生や、ブリード流動阻止部を形成するためのペーストやインクが流動して端面へ回り込むことを防止できる。このため、駆動軸などを接着面に接着するとき、接着面へのブリード素子部の回り込みによる駆動軸などの傾きや接着力の低下を防止できる効果を有する。但し、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａと、第１の端面２０ａとの間の距離Ｌ１を大きくすると、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのリード接合領域が小さくなる。リード接合作業が容易に実施できるようにするためには、リード接合領域の幅を０．４ｍｍ以上とするように隙間の距離Ｌ１を設定することが好ましい。
　ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂの、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂからの第２の方向ｙに沿った高さＨ１，Ｈ２も、特に限定されない。高さＨ１，Ｈ２は、１μｍ以上であることが好ましい。例えば、１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内とすると、ブリードの流動が阻止され、かつ、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂの脱落を防止することができる。なお、高さＨ１，Ｈ２が１μｍより小さくなると、例えば印刷のかすれなどにより、ブリード流動阻止部が形成されるとき一部にブリード流動阻止部の欠損領域が発生して、ブリード物１３ａ、１４ａの流動を十分に抑制できない場合がある。一方、高さＨ１，Ｈ２が１００μｍより大きくなると、圧電アクチュエータ１の第２の方向ｙに沿った幅が増大してしまい、圧電アクチュエータ１の装置への装着が困難になる場合がある。また、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂが脱落しやすくなる傾向にある。そのため、高さＨ１，Ｈ２が１００μｍ以下であることがこのましい。より好ましくは、５０μｍ以下である。
　なお、本実施形態では、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂが第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂの上に形成されているため、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂの高さは、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂの表面からの第２の方向ｙに沿った高さとなる。それに対して、例えば、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂが第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂの上に形成されていない場合は、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂの高さは、変位部２０の表面からの第２の方向ｙに沿った高さとなる。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例について説明する。但し、以下の実施形態の説明において、上記実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
　（第２の実施形態）
　図７は、第２の実施形態に係るアクチュエータの略図的側面図である。上記第１の実施形態では、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂが、変位部２０のｘ１側端部からｘ２側端部にわたって形成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。
　例えば、図７に示すように、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは、変位部２０のｘ１側端部からｘ２側端部にわたって形成されていなくてもよい。すなわち、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂは、第１の方向ｘにおいて、変位部２０の中央部に形成されており、変位部２０の両端部に形成されていなくてもよい。この場合であっても、ブリード物１３ａ、１４ａが第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂの中央部に達しにくくなるため、半田２３ａ、２３ｂと、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂとの接合強度の低下を抑制することができる。また、半田２３ａ、２３ｂと、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂとの間の電気抵抗の増大を抑制することができる。
　（第３の実施形態）
　図８は、第３の実施形態に係るアクチュエータの略図的側面図である。図８に示すように、本実施形態では、ブリード流動阻止部２５が第１の外部電極部２１ｂの少なくとも一部を囲うように形成されている。図示は省略するが、第２の側面２０ｄ上にも、第２の外部電極部２２ｂの少なくとも一部を囲うようにブリード流動阻止部が形成されている。このようにすることにより、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのブリード流動阻止部により囲われた領域にブリード物１３ａ、１４ａが進入することをより効果的に抑制することができる。その結果、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのブリード流動阻止部により囲われた領域に位置する部分の表面がブリード物１３ａ、１４ａにより覆われることをより効果的に抑制することができる。従って、半田２３ａ、２３ｂと、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂとの接合強度の低下をより効果的に抑制することができる。また、半田２３ａ、２３ｂと、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂとの間の電気抵抗の増大をより効果的に抑制することができる。
　（第４の実施形態）
　図９は、第４の実施形態に係るアクチュエータの略図的側面図である。上記第１の実施形態では、高さ方向ＺのＺ１側に位置するブリード流動阻止部２５ａ、２６ａ（不図示）と共に、高さ方向ＺのＺ２側に位置するブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂが設けられている例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａ及びブリード流動阻止部２５ｂ、２６ｂのうちの一方のみを設けてもよい。例えば、図９に示す例では、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ、２６ａ、２６ｂのうち、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａのみが設けられている。このような場合であっても、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａによりブリード物１４ａがブリード流動阻止部２５ａ、２６ａよりもＺ２側に流動することが抑制される。一方、ブリード物１３ａの流動は、電気機械変換素子１０に対して、先に半田２３ａ，２３ｂにより、リード電極２４ａ，２４ｂが接合された後、固定部材１２が接合されるので、問題とならない。従って、半田２３ａ、２３ｂと、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂとの接合強度の低下を抑制することができる。また、半田２３ａ、２３ｂと、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂとの間の電気抵抗の増大を抑制することができる。
　（第５の実施形態）
　図１０は、第５の実施形態に係るアクチュエータの略図的側面図である。上記第４の実施形態では、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａが第１の方向ｘに沿って延びる直線状に形成されている例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図１０に示すように、ブリード流動阻止部２５ａの第１の方向ｘの両端部に接続されており、高さ方向ＺのＺ２側に向かって延びるブリード流動阻止部２５ｃ、２５ｄがさらに設けられていてもよい。すなわち、ブリード流動阻止部は、略Ｕ字状に形成されていてもよい。この場合、図１１に示すように、ブリード流動阻止部２５ａの第１の方向ｘにおける側方を通過して回り込もうとするブリード物１４ａの流動がブリード流動阻止部２５ｃ、２５ｄによって効果的に阻害される。よって、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂのうち、略Ｕ字状のブリード流動阻止部により囲まれた部分にブリード物１４ａが到達することをより効果的に抑制することができる。従って、半田２３ａ、２３ｂ（不図示）と、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂとの接合強度の低下をより効果的に抑制することができる。また、半田２３ａ、２３ｂと、第１及び第２の外部電極部２１ｂ、２２ｂとの間の電気抵抗の増大をより効果的に抑制することができる。一方、ブリード物１３ａの流動は、電気機械変換素子１０に対して、先に半田２３ａ，２３ｂにより、リード電極２４ａ，２４ｂが接合された後、固定部材１２が接合されるので、問題とならない。
　（第６の実施形態）
　図１２は、第６の実施形態に係るアクチュエータの略図的正面図である。上記第１の実施形態では、第１の内部電極部２１ａが第２の側面２０ｄに露出しておらず、第２の内部電極部２２ａが第１の側面２０ｃに露出していない例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、第１の内部電極部２１ａが第２の側面２０ｄに露出しており、第２の内部電極部２２ａが第１の側面２０ｃに露出していてもよい。その場合は、図１２に示すように、絶縁部２１ｃ、２２ｃを設け、第１の内部電極部２１ａと、第２の外部電極部２２ｂとの絶縁を図ると共に、第２の内部電極部２２ａと、第１の外部電極部２１ｂとの絶縁をする。
　（実験例）
　図１及び図２に図示する上記第１の実施形態に係る圧電アクチュエータ１（但し、半田２３ａ、２３ｂによるリード電極２４ａ、２４ｂの接続は行っていない。）を、図３及び図４に示す長さＬ１，３及び高さＨ１，Ｈ２を種々変化させて、下記の設計パラメータで作製した。次に、第１の外部電極部２１ｂのブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ間の部分の中央部に、クリーム状半田０．２ｍｇを塗布した。塗布後、５分間放置した後、ホットプレートで５分間２５０℃に加熱した。その後、半田の拡がりを目視により観察した。結果を下記の表１及び表２に示す。なお、表１及び表２において、１～４の評価は、下記の評価基準に基づくものである。
　評価４：第１の外部電極部２１ｂのブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ間の部分のほぼ全域に半田が広がっていた。
　評価３：第１の外部電極部２１ｂのブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ間の部分の７０～９０％に広がっていた。
　評価２：第１の外部電極部２１ｂのブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ間の部分の５０～７０％に広がっていた。
　評価１：半田が広がった領域は、第１の外部電極部２１ｂのブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂ間の部分の５０％以下であった。
　（設計パラメータ）
　第１の外部電極部２１ｂの材質：Ａｇ
　ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂの材質：熱硬化性エポキシ樹脂
　クリーム状半田：Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ系半田ペースト
　ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂの寸法：高さ寸法：８μｍ、幅寸法：２００μｍ
　端面からブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂまでの距離：１００μｍ
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記表１に示すように、ブリード物１３ａ、１４ａがブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂを乗り越えて第１の外部電極部２１ｂにまで至ることを効果的に抑制できることが分かる。
　また、ブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂの第１及び第２の外部電極部２１ｂの表面からの高さＨ１，Ｈ２が１μｍ以上である場合は、ブリード物１３ａ、１４ａがブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂを乗り越えて第１の外部電極部２１ｂにまで至ることが効果的に抑制できることが分かる。しかしながら、高さＨ１，Ｈ２が１μｍ未満であるときは、印刷のかすれなどにより、ブリード流動阻止部が形成されるとき、一部にブリード流動阻止部の欠損領域が発生して、ブリード物１３ａ、１４ａの流動を十分に抑制できない場合があった。この結果から、高さＨ１，Ｈ２は、１μｍ以上であることが好ましいことが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表２に示す結果から分かるように、第１及び第２の端面２０ａ、２０ｂからブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂまでの距離Ｌ１，Ｌ３が、１０μmから１５０μmの範囲で、ブリード物１３ａ、１４ａがブリード流動阻止部２５ａ、２５ｂを乗り越えて第１の外部電極部２１ｂにまで至ることを効果的に抑制できることが分かった。
　なお、ブリード流動阻止部をスクリーン印刷又はインクジェット印刷など方法によって形成するとき、ブリード流動阻止部２５ａ、２６ａと、第１の端面２０ａとを離間させることで、印刷位置ずれの発生や、ブリード流動阻止部を形成するためのペーストやインクが流動して端面へ回り込むことを防止できる。このため、好ましくは、距離Ｌ１，Ｌ３は５０μｍ以上であり、さらに好ましくは１００μｍ以上である。
　１…圧電アクチュエータ
１０…電気機械変換素子
１０ａ…電気機械変換素子の第１の端面
１０ｂ…電気機械変換素子の第２の端面
１１…錘
１２…固定部材
１３、１４…接着剤層
１３ａ、１４ａ…ブリード物
１５…被駆動部材
１６…移動体
２０…変位部
２０ａ…変位部の第１の端面
２０ｂ…変位部の第２の端面
２０ｃ…変位部の第１の側面
２０ｄ…変位部の第２の側面
２０ｅ…変位部の第３の側面
２０ｆ…変位部の第４の側面
２１…第１の電極
２１ａ…第１の内部電極部
２１ｂ…第１の外部電極部
２１ｃ、２２ｃ…絶縁部
２２…第２の電極
２２ａ…第２の内部電極部
２２ｂ…第２の外部電極部
２３ａ、２３ｂ…半田
２４ａ、２４ｂ…リード電極
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２６ａ、２６ｂ…ブリード流動阻止部

Claims (15)

  1. 　電圧が印加されることにより伸縮し、互いに隣接して配置されている電極形成面と接着面とを有する変位部と、前記電極形成面に形成されている外部電極とを含み、前記変位部に電圧を印加するためのリード電極が前記外部電極に設けられる接合領域で接合され、かつ、前記変位部の伸縮によって駆動される被駆動部材が接着剤で前記接着面に接合される電気機械変換素子であって、
    　前記電極形成面上において、前記接合領域の、前記接着面と同じ側の端部より前記接着面側に設けられるブリード流動阻止部を備える電気機械変換素子。
  2. 　前記ブリード流動阻止部の臨界表面張力は、前記外部電極の臨界表面張力よりも小さい、請求項１に記載の電気機械変換素子。
  3. 　前記ブリード流動阻止部の臨界表面張力は、１０ｄｙｎ／ｃｍ以上１００ｄｙｎ／ｃｍ以下の範囲内にある、請求項２に記載の電気機械変換素子。
  4. 　前記ブリード流動阻止部は、樹脂からなる、請求項１～３のいずれか一項に記載の電気機械変換素子。
  5. 　前記ブリード流動阻止部は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂またはウレタン系樹脂からなる、請求項４に記載の電気機械変換素子。
  6. 　前記ブリード流動阻止部は、前記電極形成面の前記接着面側の端縁から離れた位置に形成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の電気機械変換素子。
  7. 　前記ブリード流動阻止部は、前記電極形成面の前記接着面側の端縁から５０μｍ以上離れた位置に形成されている、請求項６に記載の電気機械変換素子。
  8. 　前記ブリード流動阻止部の高さは、１μｍ以上である、請求項１～７のいずれか一項に記載の電気機械変換素子。
  9. 　前記電極形成面の法線方向から視た際に、前記外部電極は、前記接着面と平行な方向において、前記電極形成面の一部に形成されており、前記ブリード流動阻止部は、前記電極形成面の前記外部電極が設けられている領域を少なくとも含む領域に形成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の電気機械変換素子。
  10. 　前記ブリード流動阻止部は、前記接着面の延びる方向において、前記電極形成面の一方側の端部から他方側の端部にわたって形成されている、請求項９に記載の電気機械変換素子。
  11. 　前記ブリード流動阻止部は、前記外部電極の少なくとも一部を囲うように形成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の電気機械変換素子。
  12. 　前記変位部は、高さ方向と、前記高さ方向に垂直な第１の方向とに沿って延びる第１及び第２の側面と、高さ方向と、前記高さ方向及び前記第１の方向に垂直な第２の方向とに沿って延びる第３及び第４の側面と、前記第１の方向と前記第２の方向とに沿って延びる第１及び第２の端面とを有する四角柱状に形成されており、
    　前記接着面が前記第１の端面により構成されており、
    　前記電極形成面が前記第１の側面により構成されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の電気機械変換素子。
  13. 　前記変位部は、圧電体からなる、請求項１～１２のいずれか一項に記載の電気機械変換素子。
  14. 　請求項１～１３のいずれか一項に記載の電気機械変換素子と、
    　前記電気機械変換素子の前記接着面に対して、接着剤により接着されている被駆動部材と、
    　前記外部電極に対して前記半田により接続されているリード電極とを備えるアクチュエータ。
  15. 　前記被駆動部材に摺動可能に設けられた移動体を備え、
    　前記電気機械変換素子の伸縮によって、前記被駆動部材を移動させることで、前記移動体を前記被駆動部材に対して滑り変位させる、請求項１４に記載のアクチュエータ。
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