压电元件制造技术

本发明专利技术提供一种压电元件，具备具有沿着第一方向排列的第一区域及第二区域的主体部。第一区域沿着第一方向伸缩变形。第二区域以与第一方向交叉的第二方向的一侧或另一侧成为弯曲外侧的方式弯曲变形。

Piezoelectric element

The invention provides a piezoelectric element with a main part of the first area and the two region arranged in the first direction. The first region retraced in the first direction. The second region flexed in a curved lateral way with one or the other side of the second direction crossing the first direction.

【技术实现步骤摘要】
压电元件
本专利技术的一个方面涉及压电元件。
技术介绍
已知作为超声波电动机使用的压电元件(例如，特开2008-99549号公报，特开2010-219464号公报)。该文献所记载的压电元件具备主体部和安装于主体部的摩擦部件。通过对主体部施加电压，在主体部上产生沿着主体部的长度方向振动的纵振动模式和向主体部的厚度方向的弯曲振动模式。随之，摩擦部件一边进行椭圆运动一边与被驱动体接触，通过摩擦力使被驱动体位移。上述的压电元件中，摩擦部件容易磨损，由于摩擦部件的磨损，担心被驱动体的位移量上产生不均。另外，例如，在压电元件具备多个摩擦部件的情况下，由于在这些多个摩擦部件间存在形状等的特性不均，也担心被驱动体的位移量上产生不均。为了提高作为压电元件的可靠性，需要抑制这种不均，使被驱动体稳定地位移。
技术实现思路
本专利技术的一个方面目的在于提供一种可靠性较高的压电元件。本专利技术的一个方面所涉及的压电元件具备具有沿着第一方向排列的第一区域及第二区域的主体部。第一区域沿着第一方向伸缩变形。第二区域以与第一方向交叉的第二方向的一侧或另一侧成为弯曲外侧的方式弯曲变形。该压电元件中，主体部具备伸缩变形的第一区域和弯曲变形的第二区域。因此，例如，在使第二区域弯曲变形，且使成为弯曲外侧的面与被驱动体接触的状态下，使第一区域伸缩变形，由此，可以使被驱动体位移。另外，例如，在使第一区域在伸展的方向上变形，从而使端面与被驱动体接触的状态下，使第二区域弯曲变形，由此可以使被驱动体位移。这样，可以分别控制与被驱动体接触的力和驱动被驱动体的力，因此，各力的调整变得容易。由此，可以使被驱动体稳定地位移。因此，可靠性变高。本专利技术的一个方面所涉及的压电元件中，第二区域也可以具有沿着第二方向排列的第三区域及第四区域。第三区域及第四区域也可以沿着第一方向相互独立地伸缩变形。在该情况下，可以容易地使第二区域弯曲变形。本专利技术的一个方面所涉及的压电元件中，第一区域也可以包含第一压电体和以相互对置的方式配置于第一压电体的第一及第二电极。第三区域也可以包含第二压电体和以相互对置的方式配置于第二压电体的第三及第四电极。第四区域也可以包含第三压电体和以相互对置的方式配置于第三压电体的第五及第六电极。第二电极、第四电极和第六电极也可以是接地电极。在该情况下，除了接地电极以外，只要设置第一电极、第三电极和第五电极即可。因此，可以使电极的结构简单。本专利技术的一个方面所涉及的压电元件也可以还具备摩擦部件，该摩擦部件设于主体部，且与被驱动体接触。在该情况下，可以利用摩擦部件抑制主体部的磨损。本专利技术的一个方面所涉及的压电元件中，摩擦部件也可以设于第二区域侧。在该情况下，通过第二区域的弯曲变形，可以容易地使摩擦部件与被驱动体接触。本专利技术的一个方面所涉及的压电元件中，第一区域的沿着第一方向的长度和第二区域的沿着第一方向的长度也可以相互不同。在该情况下，驱动被驱动体的力的大小、以及与被驱动体接触的力的大小的调整变得容易。附图说明图1是第一实施方式所涉及的压电元件的立体图；图2是图1所示的主体部的分解立体图；图3是沿着图1的III-III线的截面图；图4是具备图1的压电元件的压电致动器的侧面图；图5A～图5C是表示各电极的电压图案的图；图6A～图6G是用于说明图5A～图5C的压电致动器的驱动方法的图；图7是表示第二实施方式所涉及的压电元件的立体图；图8是图7所示的主体部的分解立体图；图9是沿着图7的IX-IX线的截面图；图10是具备图7的压电元件的压电致动器的侧面图；图11A～图11G是用于说明图10的压电致动器的驱动方法的图；图12是第三实施方式的压电元件的主体部的分解立体图；图13是第三实施方式的压电元件的截面图；图14A～图14G是用于说明具备第三实施方式的压电元件的压电致动器的驱动方法的图；图15A～图15C是用于说明挠性基板的按压力对主体部的变形造成的影响的图；图16是表示第三实施方式所涉及的压电元件的变形例的截面图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的一个方面所涉及的实施方式进行详细地说明。说明中，对相同要素或具有相同功能的要素使用相同的符号，并省略重复的说明。[第一实施方式]图1是第一实施方式所涉及的压电元件的立体图。图1所示的第一实施方式的压电元件1A是通过将多个压电体层叠层进行一体化而形成的所谓的叠层型压电元件。压电元件1A具有通过施加交流电压进行驱动，从而使后述的被驱动体DR(参照图4)移动的功能。压电元件1A具备主体部2和设于主体部2且与被驱动体DR接触的摩擦部件3。主体部2呈现例如长方体形状。主体部2具备相互对置的一对主面2a、2b和相互对置的一对端面2c、2d。一对主面2a、2b呈现例如长方形状。以下的说明中，将一对主面2a、2b的长边方向即一对端面2c、2d的对置方向设为第一方向D1，将一对主面2a、2b的对置方向设为第二方向D2，将一对主面2a、2b的短边方向设为第三方向D3，将主体部2中设置主面2a的方向设为上，将设置主面2b的方向设为下。主体部2设定成例如第一方向D1的大小为2.5mm，第二方向D2的大小为0.5mm，第三方向D3的大小为1.3mm左右。图2是图1所示的主体部的分解立体图。图3是沿着图1的III-III线的截面图。如图2及图3所示，主体部2通过设为将具有压电特性的长方形板状的压电体层10、20、30、40和电极层11、21、31、41沿着第二方向D2叠层的叠层体而构成。在制造时，首先，在压电体层10的上表面上形成电极层11，在压电体层20的上表面上形成电极层21，在压电体层30的上表面上形成电极层31，在压电体层40的上表面上形成电极层41。接着，在压电体层20及电极层21上，压电体层40及电极层41和压电体层20及电极层21交替地各叠层n次。在此，n为1以上的整数，例如为5。图2及图3中，为了简单，表示n为1的情况。接着，压电体层30及电极层31和压电体层20及电极层21交替地各叠层m次。在此，m为1以上的整数，例如为5。图2及图3中，为了简单，表示m为1的情况。最后叠层压电体层10及电极层11。因此，主体部2的主面2a由最后叠层的压电体层10的上表面构成，主面2b由最初叠层的压电体层20的下表面构成。实际的主体部2中，多个压电体层10、20、30、40一体化成不能看到相互间的边界的程度。压电体层10、20、30、40例如由以PZT(锆钛酸铅)为主成分的压电陶瓷材料构成。压电体层10、20、30、40的厚度(第二方向D2的长度)为例如10μm以上且100μm以下左右。电极层11具有：第一外部电极12、接地外部电极13、第二外部电极14、及第三外部电极15。这些电极是安装其它外部装置时的外部电极，各自电绝缘。第一外部电极12、接地外部电极13、第二外部电极14、以及第三外部电极15在压电体层10上表面的第一方向D1的中央位置，依次沿着第三方向D3排列。第一外部电极12在第三方向D3的一端侧形成为矩形状，并且与外部装置的电压的输出端子连接。接地外部电极13在第三方向D3的中央位置与第一外部电极12之间矩形状地形成，并且与外部装置的接地端子连接。第二外部电极14在第三方向D3的中央位置与第三外部电极15之间矩形状地形成，并且与外部装置的接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电元件，其中，具备具有沿着第一方向排列的第一区域及第二区域的主体部，所述第一区域沿着所述第一方向伸缩变形，所述第二区域以与所述第一方向交叉的第二方向的一侧或另一侧成为弯曲外侧的方式弯曲变形。

【技术特征摘要】
2016.06.08 JP 2016-1145221.一种压电元件，其中，具备具有沿着第一方向排列的第一区域及第二区域的主体部，所述第一区域沿着所述第一方向伸缩变形，所述第二区域以与所述第一方向交叉的第二方向的一侧或另一侧成为弯曲外侧的方式弯曲变形。2.根据权利要求1所述的压电元件，其中，所述第二区域具有沿着所述第二方向排列的第三区域及第四区域，所述第三区域及第四区域沿着所述第一方向相互独立地伸缩变形。3.根据权利要求2所述的压电元件，其中，所述第一区域包含第一压电体和以相互对置的方式配置于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田佳生，宫野雅一，小口惠治，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP