JPH03219681A - 圧電素子の電極構造及び電極形成方法 - Google Patents
圧電素子の電極構造及び電極形成方法Info
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- JPH03219681A JPH03219681A JP2015603A JP1560390A JPH03219681A JP H03219681 A JPH03219681 A JP H03219681A JP 2015603 A JP2015603 A JP 2015603A JP 1560390 A JP1560390 A JP 1560390A JP H03219681 A JPH03219681 A JP H03219681A
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Abstract
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Description
構造ならびに電極形成方法に関するものである。
素子の電極構造において、圧電素子の一平面に形成した
複数の分割電極パターンとは異なる別の独立した短絡用
電極パターンを分割電極パターンと同時に同一面に形成
することにより、複数の分割電極パターンを少なくとも
l&II短絡する際に、短絡用電極パターンを短絡手段
の一部分として使用して、分割電極パターンの短絡を容
易にしたものである。
ータの圧電素子電極形成方法において、圧電素子の一平
面に複数の分割電極パターンを形成すると共に、分割電
極パターンとは異なる別の独立した短絡用電極パターン
を分割電極パターンを同時に分割電極パターンの内外周
に形成し、分割電極パターンを任意の方向に分極処理を
施した後、分割電極パターンと短絡用電極パターンとを
短絡する短絡パターンを形成して分割電極パターンを最
低1組短絡することにより、簡単な電極形成方法で機械
的進行波を発生することができる電極構造を実現できる
ようにしたものである。
に穴を有する円板状圧電素子301の片側の面に円周方
向に等間隔に分割された電極パターン302 a 〜3
02 dを設け、該電極バク−7302a〜302dの
隣接する2つの302 a、 302 bを同方向に分
極し、次に隣接する2つの302 c、 302 dを
逆方向に分極するようにしていた。また、超音波モータ
における圧電素子の電極形成方法は第4図に示すように
それぞれの電極パターンにリード線401を取り付け、
一つおきに302 a、 302 cのグループ401
aと、302 b、 302 dのグループ401b
に束ね、双方に時間的に90’位相の異なる信号を印加
することにより進行波を発生させるようにした。
法では、第4図に示す電極構造を有する圧電素子を用い
た超音波モータの場合、全周にわたって均一に2つの進
行波を発生させるために隣接する電極パターンに異なる
信号を印加する必要がある。そめため、電極パターンの
数だけリード線の取りつけが必要となる。例えばロータ
を機械的に安定に摩擦送りするために最低必要な3つの
山を発生させる場合、4つの電極パターンで一周期の波
を構成するため3X4=12個のパターンを必要とし、
従って12本のリード線を取り付けなければならない。
よる特性の変動などがみられ、モータの電気〜機械変換
の効率が低下するとともに、数多くのリード線をハンダ
付けするための工数槽にもつながるなどの課題を有して
いた。
解決し、簡単な実装構造で振動モレ等の少ない高効率の
超音波モータを提供することにある。
面に複数に分割された分割電極パターンを形成するとと
もに、分割電極パターンとは異なる別の独立した短絡用
電極パターンを分割電極パターンと同時に一平面に形成
し、分割電極パターンを少なくとも1組短絡させる時の
短絡手段の一部分として使用し、分割電極パターンの短
絡を容易にできるようにした。
、圧電素子の一平面に複数の分割電極パターンを形成す
るとともに、分割電極パターンとは異なる別の独立した
短絡用電極パターンを分割電極パターンと同時に分割電
極パターンの内外周に形成し、分割電極パターンを任意
の方向に分極処理を施した後に、分割電極パターンと短
絡用電極パターンとを薄膜形成手段等により短絡パター
ンを形成して短絡することにより、複数の分割電極パタ
ーンを容易にグループに形成することができ、機械的進
行波を発生できる電極構造を簡単に実現できるようにし
た。
る圧電素子の一方の面に短絡用電極パターンを形成する
際には、薄膜形成手段等により短絡電極パターンを複数
回に分けて形成することがなくなり、短絡用電極パター
ン形成時の位置ズレ、位置ズレによる分割電極パターン
へのショート、圧電素子の内周あるいは外周からのはみ
だしは防止することができる。
には、短絡用電極パターンを短絡手段の一部分として使
用することにより、分割電極パターンの短絡を容易にす
ることができる。
た際には、分割電極パターンと短絡用電極パターンとを
短絡する短絡手段、例えば薄膜形成やハンダ付けが本来
位置決めしていた位置より多少内外周あるいは周方向へ
位置ズレした場合でも、分割電極パターンと短絡用電極
パターンとを確実に短絡することができるため、超音波
モータの小型径小化における生産性の向上ならびに高効
率化においても大変有利となる。
で、圧電素子101の一平面に複数に分割された電極パ
ターン102a〜1021を形成すると共に、分割電極
パターンとは異なる別の独立した短絡用電極パターン1
03 a〜103【を分割電極パターン102と同時に
分割電極パターン102の外周に形成したものである。
数の分割電極パターンを一つおきに短絡させる時の短絡
手段の一部分として短絡用電極パターンを使用する事に
より、分割電極パターンの短絡を容易にすることができ
る。また、短絡用電極パターン103と分割電極パター
ン102とを同時に同一面に同時に形成することにより
、短絡用電極パターン103の位置ズレが防止でき、ま
た短絡用電極パターンの位置ズレにより発生する圧電素
子101の内周あるいは外周からのはみだし、分割電極
パターン102へのショート等を防止することができる
。ここで、分割電極パターン102 a、 102 e
、 102 iの内周部には分極処理後の蒸着の際に
圧電素子101 自体がわずかな回転ずれを起こすこと
も考慮して周方向にパターン面積をはり出して形成して
いる。
もので、超音波モータに使用する圧電素子の電極形成方
法としての例を示したものである。
つの204 a、 204 bを同方向に分極し、他の
隣接する2つの204 c、 204 dを逆方向に分
極処理する。
絡用電極パターン205 a、 205 bをW4膜形
成等により外周短絡パターン202 aおよび202b
を形成して短絡する。同様に分割電極パターン204b
と204dとを内周短絡パターン203aを形成して短
絡する。この時、外周短絡パターン202および内周短
絡パターン203を比較的大きく形成すれば、外周短絡
パターン202および内周短絡パターン203の多少の
回転ズレあるいは径方向ズレが発生した場合でも確実に
分割電極パターン204と短絡用電極パターン205を
短絡することができる。また、外周短絡パターン202
および内周短絡パターン203は分極処理後、1回で蒸
着することができることから、容易に分割電極パターン
のグループ形成を行うことが実現可能となる。
203Cに3分割されている理由としては圧電素子2
゜lの内周部に電極パターンを形成しない余白部分を設
ける際には、このようにしないとマスクパターンが形成
されないためであり、場合によっては3分割以外でも問
題はない。さらに図中(+)あるいは(−)とあるのは
分極方向を示したものであり、圧電素子101の反対面
側に形成された電極パターンに対して正の電界を印加し
て分極処理したものを(+)とし、負の電荷を印加して
分極処理したものを(−)としている。
れた超音波モータに使用する圧電素子の電極構造である
。すなわち分極処理後の分割電極パターン502 bと
502dは外周に沿う短絡電極パターン502 eによ
って導通され、他の分割電極パターン502aと502
cは内周に沿う短絡電極バタ−ン502「によって導
通されている。ここで外周短絡電極と内周短絡電極に時
間的にほぼ90°位相の異なる信号を印加することによ
り、簡単な電極形成方法で機械的進行波を発生すること
ができる電極構造が得られ、更に性能の高い超電波モー
タをも実現することができる。
波モータに使用する本発明に係る圧電素子の電極構造の
実施例を示すものである。周方向に2次、半径方向に2
次のモードの場合では、第6図に示した電極構造となる
。すなわち、中心に穴を有する円板状圧電素子601の
一平面に、外周側と内周側とに等間隔に分割された分割
電極パターン602および603を形成すると共に、同
一面に短絡用電極パターン604が形成されている。こ
れにより、外周側電極パターン602の短絡の際に短絡
用電極パターン604を短絡手段の一部分として使用す
ることで、外周側電極パターンの短絡が容易となる。
波を発生する超音波モータに使用する本発明に係る圧電
素子の電極形成方法の実施例を示すものである。すなわ
ち、複数の分割電極パターンのうち、外周側電極パター
ン705は内周側電極パターン706とは逆方向に分極
処理を施す。
05 a、 705 bを同方向に分極し、次に隣接す
る2つの705 c、 705 dを逆方向に分極して
いく、内周側電極パターン706 も同様に、706
a706bを同方向に、706 c、 706 dを逆
方向に分極処理を施す。さらに、内周側電極パターンと
外周側電極パターンを薄膜形成等の短絡パターン7゜3
を形成して短絡する。次に周方向で1つおきに705
a、 706 a、 705 c、 706 cのグル
ープと705 b、 706 b、 705 d、 7
06 dのグループを短絡用電極パターン707および
外周側短絡電極パターン702と内周側短絡パターン7
04によって短絡する0以上のような電極形成方法によ
って、複雑な分割電極パターンの電極構造の場合でも、
分極処理後1回の蒸着で電極構造を実現することができ
、また双方の電極パターン郡に時間的に90°位相の異
なる信号を印加することにより、半径方向に2次、周方
向に2次の機械的進行波を簡単な電極形成方法で得るこ
とができる。
圧電素子の電極構造及び電極形成方法にすることにより
、圧電素子にをり付けるリード線の本数を削減すること
ができるため、リード線からの振動モレ及びハンダの重
量増加による特性変動が最小限に抑えられる。これによ
り、電気〜機械変換効率が極めて高い超音波モータが実
現するとともに、モータの小型化及び製造工数の削減に
とっても大変有利となる。
も本発明に容易に実施可能であり、本発明の範囲に含ま
れるものである。
電極パターンとは異なる別の独立した短絡用電極パター
ンを分割電極パターンと同時に分割電極パターンの外周
に形成し、分割電極パターンを分極処理後に、分割電極
パターンと短絡用電極パターンとを短絡させるという簡
単な構造で、分極方向が異なった電極パターンでもグル
ープ形成が容易となるとともに、圧電素子に取り付ける
リード線の数が削減できるため、振動モレも少なくなり
、電気〜機械変換効率の高い超音波モータが得られると
いう効果を有する。
に形成する事から、短絡用電極パターンの位置ズレ、分
割電極パターンへのショート、圧電素子からのはみだし
等を防ぐことができ、また、リード線の数を削減できる
ことから、構造が簡単でモータの小型化及び製造工数の
削減にとって有利であるという効果も有する。
、第2図は本発明に係る圧電素子の電極形成方法を承す
平面図、第3図は従来の圧電素子の電極構造を示す平面
図、第4図は従来の電極構造を有する進行性波動モータ
の縦断面図、第5図は本発明に係るti形成方法によっ
て形成された電極構造を示す平面図、第6図は本発明に
係る圧電素子の電極構造の他の実施例を示す平面図、第
7図は本発明に係る圧電素子の電極形成方法の他の実施
例を示す平面図である。 101.201,301,501,601102.20
4,302,502.503103 205 604.
707・ ・ ・202 702.703,704・
・ ・401 ・・ ・リード締部 701・・・圧電素子 602.603,705,706 電極パターン 短絡用電極パターン 短絡パターン 以上
Claims (3)
- (1) 一平面に複数の分割電極パターンを有する圧電
素子電極構造において、前記圧電素子の一平面に形成し
た前記分割電極パターンとは異なる別の独立した短絡用
電極パターンを前記分割電極パターンと同時に同一面に
形成したことを特徴とする圧電素子の電極構造。 - (2) 圧電素子と、該圧電素子と金属等からなる弾性
体を接合した振動体と、該振動体に圧接され、前記圧電
素子の伸縮運動によるたわみ進行波で摩擦駆動するロー
タとを有する超音波モータの圧電素子電極形成方法にお
いて、前記圧電素子は中心穴を有して円形状に形成し、
前記圧電素子の一平面に複数に分割された分割電極パタ
ーンを形成すると共に、前記分割電極パターンとは異な
る別の独立した短絡用電極パターンを前記分割電極パタ
ーンと同時に前記分割電極パターンの内外周に形成し、
前記分割電極パターンを任意の方向に分極処理を施した
後に前記短絡用電極パターンと前記分割電極パターンと
を短絡する短絡パターンを形成し、前記複数に分割され
た分割電極パターンを少なくとも一組短絡したことを特
徴とする圧電素子の電極形成方法。 - (3) 短絡用電極パターンと分割電極パターンを短絡
させるための短絡手段として薄膜形成手段を使用した請
求項2記載の圧電素子電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015603A JP3018083B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 圧電素子の電極構造及び電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015603A JP3018083B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 圧電素子の電極構造及び電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219681A true JPH03219681A (ja) | 1991-09-27 |
| JP3018083B2 JP3018083B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=11893298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015603A Expired - Lifetime JP3018083B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 圧電素子の電極構造及び電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3018083B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009131145A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Korea Inst Of Science & Technology | 円環型圧電超音波共振器及びそれを用いた圧電超音波回転モータ |
| DE102011015446A1 (de) | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Seiko Instruments Inc. | Ultraschallantrieb und elektronische Vorrichtung zum Aufnehmen des Antriebs |
| JP2018207779A (ja) * | 2018-09-20 | 2018-12-27 | 株式会社ニコン | 振動アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラ |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2015603A patent/JP3018083B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009131145A (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-11 | Korea Inst Of Science & Technology | 円環型圧電超音波共振器及びそれを用いた圧電超音波回転モータ |
| DE102011015446A1 (de) | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Seiko Instruments Inc. | Ultraschallantrieb und elektronische Vorrichtung zum Aufnehmen des Antriebs |
| JP2018207779A (ja) * | 2018-09-20 | 2018-12-27 | 株式会社ニコン | 振動アクチュエータ、レンズ鏡筒及びカメラ |
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| JP3018083B2 (ja) | 2000-03-13 |
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