JP2014030290A - 振動体及び振動波アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】安価で製造が容易であり、圧電特性の劣化を抑制でき信頼性の向上を図ることが可能となる積層圧電素子による振動体を提供する。
【解決手段】積層圧電素子２を金属板１１に接合した振動体１であって、前記積層圧電素子は、圧電活性部３と圧電不活性部４、５と、を有し、前記圧電活性部は、複数の圧電層と、複数の外部電極８とそれぞれ導通する複数の電極層７と、によって構成され、前記圧電不活性部は、前記圧電活性部を挟み、前記積層圧電素子の前記金属板と接合される側と、その反対側とにそれぞれ配されており、前記振動体が発生する曲げ振動に伴う曲げ変形の中立面が、前記積層圧電素子の前記金属板と接合される側の圧電不活性部に位置すると共に、前記その反対側に配された圧電不活性部の表面に設けられた表面電極９が外部電極８と導通するように構成され、前記表面電極と導通する電気回路基板１２により、外部電源との導通が図られている。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動体及び振動波アクチュエータに関し、特に積層圧電素子に金属板を接着した振動体及びその振動体を備えた振動波アクチュエータに関するものである。

従来、振動波アクチュエータには振動体（振動子とも言う）の振動源として圧電素子が用いられている。この圧電素子としては、単一の板状の圧電素子や複数の圧電層を積層した積層圧電素子が使われている。
図６は、特許文献１に係る積層圧電素子を用いたリニア型振動波（超音波）アクチュエータ３０の構成を示す斜視図である。
リニア型振動波（超音波）アクチュエータ３０は積層圧電素子３２の片面に摩擦材（金属板）３３が接着剤により接着された振動体３１と、駆動体であるスライダ３４から構成されている。
金属板３３は高摩擦係数と摩擦耐久性を兼ね備える材料から形成されており、一方、スライダ３４はスライダ基部３４−１と、これに接着された硬質の金属板３４−２とから構成されている。スライダ３４の金属板３４−２が、金属板３３の接触部３３−１と３３−２に加圧されて接触する。

図７に、以上のような従来例におけるリニア型振動波アクチュエータの振動体を構成する積層圧電素子の構成例を示す。
振動体３１を構成する積層圧電素子３２は、図６のように圧電活性部３２−１と圧電不活性部３２−２からなり、図７のように平板状の形状を有している。
図７に示すように、一番上の第１層から所定層までの電極層の無い圧電層３５からなる圧電不活性部３２−２と、所定層から最終層までが電極層３６が形成された圧電層３５からなる圧電活性部３２−１とから構成されている。
圧電活性部３２−１の圧電層３５と電極層３６と圧電不活性部３２−２の圧電層３５は、積層して一体化され焼成されて作られる。
圧電活性部３２−１の各圧電層３５における、２分割された電極層３６−１、３６−２と、ほぼ全面の電極層３６−３は、それぞれ、スルーホール３７−１、３７−２、３７−３を介し独立して電気的に導通している。また、最下層の圧電層裏面にある３つに分割された表面電極３８と導通している。
そして、表面電極３８に電圧を印加し分極処理を行い、各電極層３６で挟まれた各圧電層３５に所定の分極極性を与える。
振動体３１を構成する積層圧電素子３２の所定の位置にフレキシブル電気回路基板を貼り付けることで、外部電源と接続を行うように構成されている。
積層圧電素子３２の電極層に位相差を有する２つの高周波電圧を印加することで、２つの曲げ振動を時間的な位相を９０度ずらして同時に発生させることができる。
この結果、振動体３１の接触部３３−１と３３−２の表面をスライダ３４の金属板３４−２に加圧接触させると、接触部３３−１と３３−２の表面に発生した楕円運動または円運動により、スライダ３４は振動体３１に対して直線移動をする。
従って、振動体３１に対してスライダ３４を加圧して接触させることで、振動体３１とスライダ３４との間に相対移動運動が形成されるため、直線（リニア）駆動する振動波モータを構成することができる。

図８は、特許文献２に係るバイモルフ型の振動体４０を示す断面図であり、積層型圧電素子４１、４３が支持板４２の上下面に接着剤で接合されている。
この振動体４０では、積層体４４の最も支持板４２側に近い内部電極層４５には、支持板４２側に向けて３層の不活性層４６が積層されている。
積層体４４の一対の側面に内部電極層４５と電気的に接続する一対の外部電極４７、４８がそれぞれ形成されている。
そして、積層体４４の一方の主面に、外部電極４８が電気的に接続する表面電極層４９が形成され、内部電極層４５との間に活性な圧電体層５０が形成されている。
３層の不活性層４６間には外部電極４７、４８とは導通しない導体層５１が形成されているため、他の活性な圧電体層５０と同様に導体層５１の導体材料が焼結助剤の役割を果たし、積層体４４全体の収縮を均一化でき、薄い積層型圧電素子４１、４３であっても反り等の変形を抑制できる。
また、特許文献３に開示されているように、フレキシブルケーブル（電気回路基板）と圧電素子との接続に、異方性導電材料を用いることが知られている。

特開２００５−１６８２８１号公報 特開２０１０−１７１３６０号公報 特許第４５６４５８２号公報

しかしながら、上記従来例のものにおいては、つぎのような課題を有している。
すなわち、上記した図６と７に示す従来例の振動波アクチュエータの振動体３０の積層圧電素子３２では、電極層間の導通にスルーホール３７が用いられている。
しかし、スルーホールを用いた製造方法では、一層ごとにホールを加工するパンチングマシーンや一層ごとにホールに導電材料を充填するスクリーン印刷機など特殊な製造装置が必要で設備投資額が大きく、また、製造工程も長くなり製造コストが高くなる。
また、図７に示されているように、片側の一方に圧電不活性部を有する積層圧電素子が設けられる構成では、焼成時に反り変形が起こり積層圧電素子として必ずしも満足の得られるものではなかった。

そこで、図８に示したように、圧電不活性部の内部に電極層と同等な導通はしないダミーの導体層（電極層）５１を設け、積層圧電素子４１の反りの変形を抑制する必要があった。
しかし、このようなダミーの導体層（電極層）を設けるようにした構成では、高価な貴金属からなる電極材料の使用量が増えコストを高くする一因となっていた。
また、フレキシブル電気回路基板の接続に異方性導電材料を使うことは、作業性も良く信頼性を向上させることができるが、一方では異方性導電材料は接着時には加圧と加熱が必要であり、圧電素子の圧電特性の劣化を少なからず招いていた。

本発明は、上記課題に鑑み、安価で製造が容易であり、圧電特性の劣化を抑制でき信頼性の向上を図ることが可能となる積層圧電素子による振動体及び振動波アクチュエータの提供を目的とする。

本発明の振動体は、積層圧電素子と金属板とを備え、前記積層圧電素子を前記金属板に接合した振動体であって、
前記積層圧電素子は、圧電活性部と圧電不活性部と、を有し、
前記圧電活性部は、複数の圧電層と、複数の外部電極とそれぞれ導通する複数の電極層と、によって構成され、
前記圧電不活性部は、前記圧電活性部を挟み、前記積層圧電素子の前記金属板と接合される側と、その反対側とにそれぞれ配されており、
前記振動体が発生する曲げ振動に伴う曲げ変形の中立面が、前記積層圧電素子の前記金属板と接合される側の圧電不活性部に位置すると共に、前記その反対側に配された圧電不活性部の表面に設けられた表面電極が外部電極と導通するように構成され、
前記表面電極と導通する電気回路基板により、外部電源との導通が図られていることを特徴とする。
また、本発明の振動波アクチュエータは、上記した振動体を駆動動力源として構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、安価で製造が容易であり、圧電特性の劣化を抑制でき信頼性の向上を図ることが可能となる積層圧電素子による振動体及び振動波アクチュエータを実現することができる。

本発明の実施例１に係る振動体の構成例を示す構成図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 本発明の実施例１に係る振動体の積層圧電素子の構成例を示す図である。 本発明の実施例２に係る振動体の構成例を示す構成図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 本発明の実施例１、２に係る振動体の２つの振動モードを示す図である。 本発明の実施例１、２に係る振動体を組込んだリニア型振動波アクチュエータを示す図である。 従来例におけるリニア型振動波アクチュエータを説明する図である。 従来例におけるリニア型振動波アクチュエータの振動体を構成する積層圧電素子を説明する図である。 従来例における振動体を構成する積層圧電素子を説明する図である。

本発明は、積層圧電素子と、積層圧電素子を接合する金属板を備える振動体が、つぎのような構成によって、安価で製造が容易であり、圧電特性の劣化を抑制でき信頼性の向上を図ることを可能としたものである。
すなわち、本発明においては、上記したように、圧電不活性部は、圧電活性部を挟み、積層圧電素子の金属板と接合される側と、その反対側とにそれぞれ配するように構成される。これにより、積層圧電素子における反り変形を抑制し、安価で容易に製造することが可能となる。
また、振動体が発生する曲げ振動に伴う曲げ変形の中立面が、積層圧電素子の金属板と接合される側の圧電不活性部に位置するように構成される。これにより、圧電特性の劣化を抑制でき信頼性の向上を図ることが可能となる。
すなわち、中立面が圧電活性部にあると圧電層の伸縮と振動体の振動に伴う伸縮が不一致となりエネルギー損失が生じ、振動体の振動効率が落ちる。
また、中立面が金属板にあると積層圧電素子はかなり薄く作る必要があり、現実的には薄い圧電層のシートの製作やその取扱など技術的にも難しくコストアップに繋がる。本発明によれば、これらの問題を解決することが可能となる。
また、積層圧電素子の金属板と接合される側と反対側に配された圧電不活性部の表面に設けられた表面電極が外部電極と導通するように構成され、表面電極と導通する電気回路基板により、外部電源との導通が図られるように構成される。
これにより、外部電極と表面電極の形成等において、厚膜印刷形成が可能であり、従来のようなスルーホールよる層間の導通方法に比べ、製造コストを下げることが可能となる。
また、圧電不活性部は、圧電活性部を挟み、積層圧電素子の金属板と接合される側の反対側にも配するように構成される。これにより、表面電極と電気回路基板とを、異方性導電材料により接合する際、圧電層と異方性導電材料の間に、圧電不活性部があることから、圧電層に対する異方性導電材料の接着時における加圧と加熱の影響を緩和することが可能となる。

以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１として、本発明を適用した積層圧電素子により構成した振動体の構成例について、図１、図２を用いて説明する。
図１に示されるように、本実施例の振動体１は、積層圧電素子２と金属板１１とフレキシブル電気回路基板１２とを備える。
また、積層圧電素子２は、電極層７のある圧電活性部３と、圧電活性部３の上下に電極層のない圧電不活性部４、５を備える。
そして、圧電活性部３の７層の電極層７は６つの外部電極８（８−１〜８−６）により電極層層間の導通が図られ、６つの外部電極８は圧電不活性部４の角部で６つの表面電極９（９−１〜９−６）と導通している。
なお、圧電活性部とは、後述の電極層を介して分極処理が施された、圧電的に活性の圧電層からなり部分であり、電極層に電圧を印加すると伸縮を起こすことができる部分である。
また、フレキシブル電気回路基板１２が表面電極９と異方性導電材料１０を介して電気的に接続し機械的に接着されている。
金属板１１が、積層圧電素子２の圧電不活性部５に接着剤で接着されている。
金属板１１と圧電活性部２の側面にある外部電極８の間に圧電不活性部５があり、電気的な接触は避けることができる。
また、金属板１１には突起部１１−１と１１−２を設け振動振幅の拡大を図っている。

図２に、本実施例における振動体の積層圧電素子の構成例を示す。
ここでは、積層圧電素子２の圧電活性部３と圧電不活性部４、５における、グリーンシートからなる圧電層６と電極層７の関係を各圧電層６ごとに示している。圧電不活性部４は、３層の圧電層６−１〜６−３からなり、圧電層６−１は表面に表面電極９を有する。
また、圧電活性部３は、表面に電極層７（７−１〜７−１１）を形成した６層の圧電層６−４〜６−９からなる。
また、圧電不活性部５は、３層の圧電層６−１０〜６−１２からなる。
圧電活性部３の圧電層６−４〜６−８では、ひとつの圧電層の上で２分割された電極層７−１と７−６、７−２と７−７、７−３と７−８、７−４と７−９、７−５と７−１０がそれぞれ形成されている。
また、圧電層６−９、６−１０の表面にはほぼ全面にひとつの電極層７−１１と７−１２が形成されている。なお、圧電層６−１０は圧電不活性部５に含まれる。
そして、電極層７−１と７−３、７−５は外部電極８−１と導通し、電極層７−２と７−４は外部電極８−２と導通している。
また、電極層７−６と７−８、７−１０は外部電極８−３と導通し、
電極層７−７と７−９は外部電極８−４と導通し、電極層７−１１と７−１２は外部電極８−６、８−５に導通している。
さらに、６つの外部電極８−１〜８−６がそれぞれ６つの表面電極９−１〜９−６と電気的に繋がっている。

ここで、電極層７−１から７−５をＡ相とし表面電極９−１と９−２と、電極層７−６から７−１０をＢ相として表面電極９−３、９−４とに、表面電極９−２と９−４をグランドとし、表面電極９−１と９−３に位相の異なる高周波電圧を印加する。
なお、圧電層６−９は電極層７−１１と７−１２とを介して表面電極９−５と９−６から、センサー信号を出力するセンサーＳ相となり、振動波アクチュエータの制御に利用できる。圧電層６−９は圧電不活性部５の傍に設けているが、圧電不活性部３の傍に設けても良い。ただし、圧電層６−９が圧電不活性部５の傍に設ければ、圧電活性部５の他の圧電層の中立軸からの距離が大きくなり、曲げ振動の出力を大きくすることができる。ただこの場合はセンサー信号としての出力は小さくなる。
すなわち、Ａ相とＢ相にそれぞれ位相の異なる高周波電圧を印加することで振動体１は従来例と同じ２つの曲げ振動を起こすことが可能となる。図４に示すように、ひとつは（ａ）の縦（長軸）方向の面外２次曲げ振動モードであり、もうひとつは（ｂ）の横（短軸）方向の面外１次の曲げ振動モードとなる。
これら２つの曲げ振動モードの共振周波数がほぼ一致するようにあらかじめ振動体１の寸法が設定されている。

図５に、振動体を駆動動力源として構成された振動波アクチュエータの構成例である振動体１とスライダ１４からなるリニア型振動アクチュエータ１３を示す。
具体的には、図４に示したように、上記の２つの曲げ振動による面外曲げ振動モードからなる複合した振動を生成する。これにより、金属板１１の突起部１１−１と１１−２に楕円振動または円運動を発生させ、突起部１１−１と１１−２に接したスライダ１４は直線方向に移動が可能となる。
なお、スライダ１４はスライダ基部１４−１と、これに接着された硬質の金属板１４−２とからなる。
このとき、図１に示すように、２つの曲げ振動に伴う２つの曲げ変形時に伸縮の歪の発生しない中立面Ｃは圧電不活性部５に位置するように、積層圧電素子１の圧電活性部２と圧電不活性部４，５の寸法と金属板１１の寸法はあらかじめ設定してある。
例えば、中立面Ｃが圧電活性部２にあると圧電層の伸縮と振動体の振動に伴う伸縮が不一致となりエネルギー損失が生じ、振動体の振動効率が落ちる。
また、小型化のために薄い金属板を使っているので、中立面Ｃが金属板にあるには積層圧電素子はかなり薄く作る必要があり、現実的には薄い圧電層のシートの製作やその取扱など技術的にも難しくコストアップに繋がる。

本実施例で用いる圧電材料は、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とし、第三成分または多成分として複数の金属元素からなる化合物を添加し固溶させた圧電セラミックス粉末である。
積層圧電素子２は、圧電セラミックス粉末と有機バインダをボールミルで混合したスラリーからドクターブレード成形法で作ったグリーンシートを圧電層６に使う。
電極層７は銀とパラジウムの合金粉末を有機バインダと溶剤で混練して作ったペーストを用い、グリーンシートからなる圧電層６の表面にスクリーン印刷機で印刷し溶剤を乾燥して形成する。
図２に示すこれらの圧電層６を重ねプレスにより加圧することで一体化できる。そして、鉛雰囲気中で焼成温度１１００〜１２００℃で焼成して積層圧電素子を焼成一体化する。
焼成温度１１００〜１２００℃では、銀とパラジウムの合金粉末の銀とパラジウムの比率は８０〜７０重量％と２０〜３０重量％が望ましい。
このあと、切断加工と両面ラップ加工にて所定の寸法に仕上げてから、外部電極８は、ガラスフリットと銀粉末ペーストを有機バインダと溶剤で混練して作ったペーストで、スクリーン印刷機を使って所定の位置に印刷し乾燥させる。
さらに、表面電極９も外部電極８と同じペーストをスクリーン印刷機で所定の位置に印刷し乾燥させる。
そして、外部電極８と表面電極９は一緒に、大気中で６５０〜８５０℃で焼成し積層圧電素子１の表面に焼き付ける。
以上のように、外部電極８と表面電極９の形成は厚膜印刷法で簡単に形成が可能であり、従来のようなスルーホールによる層間の導通方法に比べ、基本的に印刷回数が少なく製造コストを下げることが可能となる。
そして、ホットプレートの上で積層圧電素子２を温度１２０℃に加熱し、表面電極９−２、９−４、９−６をグランドとして表面電極９−１、９−３、９−５をプラス（＋）として、プローブを押当て印加電圧１２０Ｖ、時間３０分で電極層７で挟まれた圧電層６の分極処理を行った。

積層圧電素子１の寸法は、縦９ｍｍ横６ｍｍ厚さ０．５ｍｍである。
圧電活性部３は厚さ０．２６ｍｍであり、厚さが４０μｍの圧電層６−４〜６−９の６層からなり、厚さが約３μｍの電極層７の７層からなる。
また、圧電不活性部４と圧電不活性部５の厚さは０．１２ｍｍであり、同じく厚さは４０μｍの圧電層６−１〜６−３の３層と圧電層６−１０〜６−１２の３層からなる。
圧電不活性部４と圧電不活性部５の圧電層６は、製作の初めにあらかじめそれぞれ１層多く重ねておく。そして、焼成後に積層圧電素子２を両面ラップ加工して２つの圧電不活性部を均等に削り、圧電不活性部４、５は厚さを０．１２ｍｍに、また積層圧電素子２の厚さは０．５ｍｍとした。
この理由は焼成のために圧電層の表面は凹凸が生じることと、積層圧電素子２や金属板１１の厚さは振動モードの共振周波数を設定するため厳密な寸法が要求されるためである。

本実施例では圧電不活性部４と圧電不活性部５の圧電層の厚さは１層は４０μｍとしたが、圧電不活性部４と圧電不活性部５の厚さは０．１２ｍｍに最終的になればいいので、１層の厚さは４０μｍよりも厚い層となるグリーンシートを用いても良い。
また、焼成後に積層圧電素子に反り変形を残さないためには、圧電不活性部４と圧電不活性部５の２つの圧電不活性部の厚さは、理想的には均等が最も望ましい。しかし場合により、積層圧電素子の金属板と接合される側と、その反対側とにそれぞれ配された圧電不活性部は、そのいずれか一方の圧電不活性部の厚さが他方の１．４倍以下とするのが望ましい。
この圧電不活性部の厚さの比が１．４倍以上であると、積層圧電素子の反り変形が大きくなり、両面ラップ加工時に割れてしまうとか、両面ラップ加工後、反り変形の影響が残り圧電活性部２の電極層７は湾曲した弓型なってしまうなど不良が増えて好ましくない。
例えば、厚さの違いの限界は、圧電不活性部４または５の厚さが０．１０ｍｍであれば、圧電不活性部５または４の厚さが０．１４ｍｍである。

また、金属板１１はあらかじめ機械加工やプレス加工にて所定の寸法と厚さに仕上げておく。
金属板の寸法は縦９ｍｍ横６ｍｍ厚さ０．２ｍｍで、耐摩耗性を有するマルテンサイト系のステンレス鋼からなる。
金属板の片面には突起形状を設けておいても良く突起部１１−１と１１−２の高さは０．０８ｍｍである。
積層圧電素子２と金属板１１との接着には、紫外線硬化型嫌気性硬化性付加の接着剤を用いた。
積層圧電素子２の圧電不活性部５の表面に接着剤をディスペンサーにより塗布し、金属板の接着する表面には硬化促進剤をあらかじめ塗布しておき、積層圧電素子２と金属板１１とを室温で約３０秒間加圧して保持し接着剤を硬化させ接着した。

次に、積層圧電素子２の圧電不活性部４の表面に設けた表面電極９に、フレキシブル電気回路基板を異方性導電材料を介して接着した。
フレキシブル電気回路基板は厚さ３０μｍのシート状のポリイミドからなる表面に厚さ３５μｍ銅箔で回路導通部を形成している。
一般に、異方性導電材料はエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に３〜数μｍ程度の大きさの金メッキを施したニッケルなどの導電粒子を均一に分散した厚さ２０〜５０μｍのシート状の接着剤である。
使用方法は、２つの接着物間にシート状の異方性導電材料を挟み圧力２〜５ＭＰａ温度１６０〜２４０℃で約１０〜３０秒間で加圧加熱接着を行う。
加圧と加熱により樹脂が流動し導電粒子が電極間に挟まれ、電極間の導通が図られるとともに樹脂が熱硬化して接着が完了する。このシート状の異方性導電材料は取り扱い易く信頼性も高い。
また、異方性導電材料を用いると上記のように比較的大きな加圧と高い温度の加熱を行うため、異方性導電材料に近い圧電活性のある（分極された）圧電層は圧電特性が劣化する。とりわけ厚さが薄い積層の圧電層では圧電特性の劣化が大きい。

これに対して、本実施例の構成では、加圧と加熱の影響をつぎのように緩和することができる。
まず、フレキシブル電気回路基板１２の銅箔側の所定の位置に、あらかじめ所定の寸法に切り出した異方性導電材料１０を仮圧着する。
そして、フレキシブル電気回路基板１２を圧電不活性部４の圧電層６−１の表面と表面電極９に異方性導電材料１０を介して、フレキシブル電気回路基板１２の上から加熱したプレスパンチ（加圧力３ＭＰａ、加熱温度２００℃、２０秒間）を押しつけ接着を行った。
そしてこの条件において、圧電特性の劣化は起こらないことを確認した。
このように、本実施例の構成によれば、積層圧電素子２には分極された圧電層と異方性導電材料の間には、直接熱が伝わらないように圧電不活性部４が設けられていることから、これにより加圧と加熱の影響を緩和することが可能となる。

［実施例２］
実施例２として、実施例１と異なる形態による振動体の構成例について、図３を用いて説明する。
実施例２における振動体１’と、実施例１における振動体１との違いは、積層圧電素子２の圧電活性部３における、圧電層６’−１の表面の電気回路配線１５とフレキシブル電気回路基板１２’と、異方性導電材料１０’の構成だけである。その他は、実施例１と同じある。
図３の（ｃ）平面図は振動体１’の積層圧電素子２における圧電不活性部４の角部で、６つの表面電極９（９−１〜９−６）と電気回路配線１５を形成している。

電気回路配線１５は表面電極９と同じ厚膜印刷法で簡単に表面電極９と同時に、表面電極の表面に形成が可能である。
前述のように、ガラスフリットと銀粉末ペーストを有機バインダ溶剤で混練して作ったペーストを用いて、スクリーン印刷機で所定の位置に表面電極９と一緒に電気回路配線１５を印刷し乾燥させる。
そして、大気中で６５０〜８５０℃で焼成し表面に焼き付けることで形成できる。
そして、図３に示すように形成した電気回路配線１５の端部には、小さなフレキシブル電気回路基板１２’が異方性導電材料１０’を介して実施例１と同じように電気的に接続され接着されている。

このように圧電不活性部４の表面に電気回路配線１５を形成して、実施例１よりも小さなフレキシブル電気回路基板１２’にすることで、振動体１’に余計な樹脂からなるフレキシブル電気回路基板を減らせるので振動エネルギーの損失の軽減も図ることが可能となる。
さらに、フレキシブル電気回路基板や異方性導電材料は比較的コストが高く、小寸法にすることはコスト低減も大きい。

１：振動体
２：積層圧電素子
３：圧電活性部
４、５：圧電不活性部
６：圧電層
７：電極層
８：外部電極
９：表面電極
１０：異方性導電材料
１１：金属板
１２：フレキシブル電気回路基板

Claims (7)

1. 積層圧電素子と金属板とを備え、前記積層圧電素子を前記金属板に接合した振動体であって、
   前記積層圧電素子は、圧電活性部と圧電不活性部と、を有し、
   前記圧電活性部は、複数の圧電層と、複数の外部電極とそれぞれ導通する複数の電極層と、によって構成され、
   前記圧電不活性部は、前記圧電活性部を挟み、前記積層圧電素子の前記金属板と接合される側と、その反対側とにそれぞれ配されており、
   前記振動体が発生する曲げ振動に伴う曲げ変形の中立面が、前記積層圧電素子の前記金属板と接合される側の圧電不活性部に位置すると共に、前記その反対側に配された圧電不活性部の表面に設けられた表面電極が外部電極と導通するように構成され、
   前記表面電極と導通する電気回路基板により、外部電源との導通が図られていることを特徴とする振動体。
2. 前記振動体が発生する曲げ振動が、２つの曲げ振動による面外曲げ振動モードであることを特徴とする請求項１に記載の振動体。
3. 前記表面電極と前記電気回路基板とが、異方性導電材料により接合して導通が図られていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動体。
4. 前記表面電極は、表面に厚膜印刷形成による電気回路配線を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の振動体。
5. 前記積層圧電素子の前記金属板と接合される側と、その反対側とにそれぞれ配された前記圧電不活性部は、そのいずれか一方の圧電不活性部の厚さが他方の１．４倍以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の振動体。
6. 前記積層圧電素子の前記圧電活性部にはセンサー信号を出力する圧電層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の振動体。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の振動体を駆動動力源として構成されていることを特徴とする振動波アクチュエータ。

Images