压电元件与超声波执行机构制造技术

内部电极层（５）由在叠层方向上夹着压电体层（１）交替布置的共用电极层（３）和供电电极层（６）构成。共用电极层（３）具有共用电极（３ａ）。供电电极层（６）由第一供电电极层（６ａ）和第二供电电极层（６ｂ）构成。第一供电电极层（６ａ）具有四个分割电极（２ａ～２ｄ）和将分割电极（２ｂ、２ｄ）连接起来的第一连接电极（２ｅ）。第二供电电极层（６ｂ）具有四个分割电极（４ａ～４ｄ）和将分割电极（４ｂ、４ｄ）连接起来的第二连接电极（４ｅ）。第一连接电极（２ｅ）和第二连接电极（４ｅ）分别设置在所述压电体层的长边方向中央部分中短边方向两个边缘部分以外的部分。共用电极（３ａ）连接在外部电极（７ｇ）上。第一供电电极层（６ａ）的分割电极（２ｂ、２ｄ）和第二供电电极层（６ｂ）的分割电极（４ｂ、４ｄ）由外部电极（７ｂ、７ｄ）连接起来。第一供电电极层（６ａ）的分割电极（２ａ、２ｃ）和第二供电电极层（６ｂ）的分割电极（４ａ、４ｃ）由外部电极（７ａ、７ｃ）连接起来。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种压电元件及包括该压电元件的超声波执行机构。
技术介绍
到目前为止，已知有这样的超声波执行机构(参考例如专利文 献l)，即用于各种电气设备且包括压电元件(电气机械转换元件)。 该压电元件是通过将压电体和电极交替着叠层而构成的。而且，所 述超声波执行机构中，通过将电压施加在电极上而让压电元件振动， 由此让可动体3运动。专利文献l:特表2003 — 501988号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题 本案专利技术人对以下结构的超声波执行机构进行了考察。附图说明图13 是该超声波执行机构的立体图，图14 (a)是用于超声波执行机构 的压电元件的立体图，图14 (b)是压电元件的分解立体图。 如图13、图14所示，压电元件100借助设置在壳体103的三 个支承部104A 104C收纳在该壳体103中。在压电元件100的端 面设置有驱动子110、 110，这些驱动子100、 100支承可动体111。 驱动子110、 110被支承部104B挤压到可动体111上。 压电体101和内部电极102交替着叠层构成压电元件100。内 部电极102G是跨越压电体101的几乎整个主要面而设的共用电极 (接地电极)。压电体101在图14所示的箭头方向上极化。 内部电极102A 102D 、 102G分别连接在外部电极 103A 103D、 103G上。该各个外部电极103A 103D、 103G设置 在压电元件100的端面上。例如引线108A 108D、 108G借助焊 料107连接在该各个外部电极103A 103D、 103G上。于是，电 压通过这些引线108A 108D 、 108G供到各个内部电极 102A 102D、 102G上。 但是，压电元件100的后述伸缩振动的共振频率和弯曲振动的 共振频率分別根据压电元件100的材料、形状等决定。于是，决定 压电元件100的材料、形状等要使得伸缩振动的共振频率和弯曲振 动的共振频率基本上一致。 下面，对超声波执行机构的动作进行说明。图6到图8分别是 说明压电元件的振动形态的概念图。 将引线108G接地，同时经由引线108A、 108C将特定频率的 正弦波基准电压施加到布置在压电体IOI的主要面的一个对角线上 的内部电极102A、 102C上，经由引线108B、 108D将大小和频 率大致与基准电压相等的正弦波电压施加到布置在另一对角线上的 内部电极102B、 102D上。这样一来，内部电极102A、 102C上 施加了同相位电压，内部电极102B、 102D上施加了同相位电压。 当基准电压和内部电极102B、102D上所施加的电压的相位差是0° 的时候，如图6所示，压电元件100会感应出一次模式伸缩振动。 另一方面，当该相位差是180。的时候，如图7所示，压电元件IOO 会感应出二次模式的弯曲振动。 若将与所述基本上一致的共振频率附近的频率的正弦波基准电 压加到内部电极102A、 102C上，将相位与基准电压相差90。或者 是_90。、大小、频率基本上与基准电压相等的正弦波电压施加給 内部电极102B、 102D，则压电元件IOO协调地感应出一次模式的 伸缩振动和二次模式的弯曲振动。这样一来，压电元件100的形状 便按照图8 (a)到图8 (d)所示的顺序变化。结果是，设置在压 电元件100上的驱动子110、 110，进行从贯穿图8纸面的方向看 近似椭圓运动。换句话说，驱动子110、 110由于压电元件100的 伸縮振动和弯曲振动的合成振动而进行椭圓运动。在该椭圆运动的 作用下由驱动子110、 110支承的可动体111在与压电元件100之 间进行相对运动，朝着箭头A或者箭头B的方向移动。 但是，在所述超声波执行机构中，至少需要将五根引线 108A 108D、 108G连接在压电元件100上的外部电极 103A 103D、 103G上。因此，在压电元件100振动时，引线 108A 108D、 108G、作为将引线108A 108D、 108G和外部电极 103A 103D、 103G连接起来的导电性连接部件的焊料107成为负 担，而妨碍了压电元件100的振动。结果是，有超声波执行机构的 效率下降之虞。 因为在由振动带来的应力集中的应力集中部有尚未形成内部电 极102A 102D、 102G的地方，所以在使压电元件100小型化的 情况下，得不到很大的伸缩振动。结果是，有超声波执行机构的效 率进一步下降之虞。 因为在应力集中部以外的部分尚未形成内部电极102A 102D、是，有超声波执行机构的效率进一步下降之虞。 本专利技术正是为解决上述问题而研究开发出来的，其目的在于 抑制对压电元件的振动的妨碍，同时，在使压电元件小型化的情况 下，得到很大的伸缩振动，并使不太发生由振动引起的应力的部分 的功耗下降。 解决问题的技术方案 为达成该目的，本专利技术所涉及的压电元件是这样的。该压电元 件，由近似矩形形状的压电体层和内部电极层交替叠层而构成。所 述内部电极层，由在叠层方向上夹着所述压电体层交替布置的共用 电极层和供电电极层构成。所述共用电极层具有共用电极。所述供 电电极层，具有被设置在所述压电体层的主要面上的第一供电电极 层、和被设置在与主要面上设置有该第一供电电极层的压电体层不 同的压电体层的主要面上的第二供电电极层。所述第一供电电极层 具有四个分割电极和第一连接电极，该四个分割电极分别形成在将所述压电体层的主要面的长边方向和短边方向分別二等分后得到的 四个区域中，该第一连接电极将该四个分割电极中分别形成在沿所 述压电体层的主要面的第一对角线方向相向的两个区域中的一对分割电极相互连接起来。所述第二供电电极层具有四个分割电极和第 二连接电极，该四个分割电极分別设置在所述四个区域中，该第二 连接电极将该四个分割电极中分别设置在沿所述压电体层的主要面 的第二对角线方向相向的两个区域中的一对分割电极相互连接起来。所述第一连接电极和所述第二连接电极，分別设置在所述压电 体层的长边方向中央部分中短边方向两个边缘部分以外的部分。所 述共用电极连接在设置在所述压电元件外面的外部电极上，所述第 一供电电极层中的分别设置在沿所述第一对角线方向相向的两个区 域的一对分割电极与所述第二供电电极层中的分别设置在沿所述第 一对角线方向相向的两个区域的一对分割电极，由设置在所述压电 体层外面的外部电极连接在一起。所述第一供电电极层中的分别设 置在沿所述第二对角线方向相向的两个区域的一对分割电极与所述 第二供电电极层中的分別设置在沿所述第二对角线方向相向的两个 区域的一对分割电极，由设置在所述压电体层外面的外部电极连接 在一麵。 专利技术的效果 根据本专利技术，使分別设置在将压电体层的主要面的长边方向和 短边方向分别二等分后得到的四个区域中沿压电体层的主要面的第 一对角线方向相向的两个区域中、第一供电电极层的一对第一电极 相互导通，使分别设置在四个区域中沿压电体层的主要面的第二对 角线方向相向的两个区域中、第二供电电极层的一对第二电极相互 导通，便能够使引线等的数量减少。结果是，能够抑制对压电元件 的振动的妨碍。 因为能够使引线等的连接工时减少，所以很容易制造超声波执 行机构。特别是，因为压电元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电元件，由近似矩形形状的压电体层和内部电极层交替叠层而构成，其特征在于：所述内部电极层，由在叠层方向上夹着所述压电体层交替布置的共用电极层和供电电极层构成，所述共用电极层具有共用电极，所述供电电极层，具有被设置在所述压电体层的主要面上的第一供电电极层、和被设置在与主要面上设置有该第一供电电极层的压电体层不同的压电体层的主要面上的第二供电电极层，所述第一供电电极层具有四个分割电极和第一连接电极，该四个分割电极分别形成在将所述压电体层的主要面的长边方向和短边方向分别二等分后得到的四个区域中，该第一连接电极将该四个分割电极中分别形成在沿所述压电体层的主要面的第一对角线方向相向的两个区域中的一对分割电极相互连接起来，所述第二供电电极层具有四个分割电极和第二连接电极，该四个分割电极分别设置在所述四个区域中，该第二连接电极将该四个分割电极中分别设置在沿所述压电体层的主要面的第二对角线方向相向的两个区域中的一对分割电极相互连接起来，所述第一连接电极和所述第二连接电极，分别设置在所述压电体层的长边方向中央部分中短边方向两个边缘部分以外的部分，所述共用电极连接在设置在所述压电元件外面的外部电极上，所述第一供电电极层中的分别设置在沿所述第一对角线方向相向的两个区域的一对分割电极与所述第二供电电极层中的分别设置在沿所述第一对角线方向相向的两个区域的一对分割电极，由设置在所述压电体层外面的外部电极连接在一起。所述第一供电电极层中的分别设置在沿所述第二对角线方向相向的两个区域的一对分割电极与所述第二供电电极层中的分别设置在沿所述第二对角线方向相向的两个区域的一对分割电极，由设置在所述压电体层外面的外部电极连接在一起。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：足立祐介，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]