(57)【要約】【課題】安定した駆動を行うことのできる圧電振動子および圧電振動子の製造方法を提供すること。【解決手段】圧電振動子は、対向して配置された一対の振動板と、前記一対の振動板の間に位置している圧電体とを有する振動体と、前記振動体に接合され、前記振動体の振動を被駆動部に伝達する伝達部と、を有し、前記振動体の前記伝達部と接合されている面は、切削面である。また、前記振動体は、長手方向を有し、前記圧電体は、前記振動体の長手方向に伸縮し、前記切削面は、前記振動体の長手方向の一端に設けられている。【選択図】図１０
2019170108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置された一対の振動板と、前記一対の振動板の間に位置している圧電体と、を有する振動体と、
前記振動体に接合され、前記振動体の振動を被駆動部に伝達する伝達部と、を有し、
前記振動体の前記伝達部と接合されている面は、切削面であることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記振動体は、長手方向を有し、
前記圧電体は、前記振動体の長手方向に伸縮し、
前記切削面は、前記振動体の長手方向の一端に設けられている請求項１に記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記圧電体の前記切断面側の先端は、前記振動体を厚さ方向から見た平面視において、前記振動板より内側に設けられている請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記圧電体の前記切断面側の先端は、前記振動体を厚さ方向から見た平面視において、前記振動板と同じ位置である請求項１または２に記載の圧電振動子。
【請求項５】
積層されている複数の前記振動体を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電振動子。
【請求項６】
前記一対の振動板と前記圧電体とが並ぶ方向を厚さ方向としたとき、
前記伝達部は、前記振動体と接合されている接合部と、前記接合部から突出し、前記被駆動部と接触する接触部と、を有し、
前記接触部の前記厚さ方向の長さは、前記接合部の前記厚さ方向の長さよりも小さい請求項１ないし５のいずれか１項に記載の圧電振動子。
【請求項７】
一対の振動板の間に圧電体が配置された振動体の端面を切削し、前記振動体に切削面を形成する切削工程と、
前記切削面に前記振動体の振動を被駆動部に伝達する伝達部を接合する伝達部接合工程と、を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項８】
前記振動体は、長手方向を有し、
前記圧電体は、前記振動体の長手方向に伸縮し、
前記切削工程では、前記振動体の長手方向の一端部を切削する請求項７に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項９】
前記振動体形成工程により形成される前記振動体は、その長手方向に所定長さよりも大きい長さを有し、
前記切削工程では、前記振動体が前記所定長さとなるように前記振動体を切削する請求項８に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１０】
前記切削工程では、前記圧電体を切削することなく、各前記振動板を切削する請求項７ないし９のいずれか１項に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１１】
前記切削工程では、各前記振動板と共に前記圧電体を切削する請求項７ないし９のいずれか１項に記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１２】
前記切削工程に先立って、
複数の前記振動体を接合して積層振動体を得る振動体接合工程を有し、
前記切削工程では、前記積層振動体を切削する請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の圧電振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動子および圧電振動子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載されている圧電振動子は、圧電素子の振動によって振動する振動体と、振動体の先端部に設けられ、振動体の振動を被駆動体に伝達する伝達部（突起部）と、を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−４０９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような構成において、伝達部は、振動体に対して接着剤等を介して固定されるため、振動体に対して姿勢が傾き易い（所望の姿勢からずれ易い）。仮に、伝達部が振動体に対してずれてしまうと、振動体の振動を安定して被駆動体に伝達することができず、被駆動体の安定した駆動が困難となる。特に、近年では、振動体を複数積層することにより駆動力を高めた圧電振動子も存在しており、このような場合には、前述した問題が顕著となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の適用例に係る圧電振動子は、対向して配置された一対の振動板と、前記一対の振動板の間に位置している圧電体と、を有する振動体と、
前記振動体に接合され、前記振動体の振動を被駆動部に伝達する伝達部と、を有し、
前記振動体の前記伝達部と接合されている面は、切削面であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電振動子を示す斜視図である。
【図２】図１の圧電振動子を示す平面図である。
【図３】図１の圧電振動子を示す分解斜視図である。
【図４】図１の圧電振動子に印加する電圧を示す図である。
【図５】図４の電圧を印加した時の圧電振動子の駆動を示す平面図である。
【図６】図１の圧電振動子に印加する電圧を示す図である。
【図７】図６の電圧を印加した時の圧電振動子の駆動を示す平面図である。
【図８】図１の圧電振動子が有する振動体を示す断面図である。
【図９】図１の圧電振動子が有する振動体を示す断面図である。
【図１０】図１の圧電振動子が有する振動体を示す断面図である。
【図１１】図１の圧電振動子の製造工程を示すフローチャートである。
【図１２】図１の圧電振動子の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１３】図１の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】図１の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】図１の圧電振動子の製造方法を説明するための平面図である。
【図１６】図１の圧電振動子の製造方法を説明するための平面図である。
【図１７】図１の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る圧電振動子を示す断面図である。
【図１９】図１８の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２０】図１８の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２１】図１８の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２２】本発明の第３実施形態に係る圧電振動子を示す断面図である。
【図２３】図２２の圧電振動子の製造工程を示すフローチャートである。
【図２４】図２２の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２５】図２２の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２６】図２２の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２７】本発明の第４実施形態に係る圧電振動子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の圧電振動子および圧電振動子の製造方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る圧電振動子および圧電振動子の製造方法について説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電振動子を示す斜視図である。図２は、図１の圧電振動子を示す平面図である。図３は、図１の圧電振動子を示す分解斜視図である。図４は、図１の圧電振動子に印加する電圧を示す図である。図５は、図４の電圧を印加した時の圧電振動子の駆動を示す平面図である。図６は、図１の圧電振動子に印加する電圧を示す図である。図７は、図６の電圧を印加した時の圧電振動子の駆動を示す平面図である。図８ないし図１０は、それぞれ、図１の圧電振動子が有する振動体を示す断面図である。図１１は、図１の圧電振動子の製造工程を示すフローチャートである。図１２は、図１の圧電振動子の製造方法を説明するための斜視図である。図１３および図１４は、それぞれ、図１の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。図１５および図１６は、それぞれ、図１の圧電振動子の製造方法を説明するための平面図である。図１７は、図１の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、圧電振動子１のスライダー８側を「先端側」とも言い、反対側を「基端側」とも言う。
【００１０】
図１に示す圧電モーター９は、スライド可能な被駆動部としてのスライダー８と、スライダー８の上面（摺動面）に当接する圧電振動子１（圧電アクチュエーター）と、圧電振動子１をスライダー８の上面に向けて付勢する図示しない付勢部材と、を有する。このような圧電モーター９では、圧電振動子１を駆動することにより、スライダー８を図中の矢印方向にスライドさせることができる。
【００１１】
なお、圧電モーター９の構成は、図１の構成に限定されない。例えば、圧電振動子１が複数配置されていてもよい。圧電振動子１の数を増やすことにより、圧電モーター９の出力を高めることができる。また、図１の圧電モーター９は、リニア型の圧電モーターであるが、例えば、圧電振動子１の駆動によって回転するローターを備えたロータリー型の圧電モーターであってもよい。
【００１２】
図２に示すように、圧電振動子１は、振動体１１と、振動体１１を支持する支持部１２と、振動体１１と支持部１２とを接続する接続部１３と、振動体１１に設けられ、振動体１１の振動をスライダー８に伝達する伝達部１４とを有する。
【００１３】
振動体１１は、伸縮しながら屈曲することでＳ字状に屈曲振動する。振動体１１は、圧電振動子１の厚さ方向からの平面視で、伸縮方向を長手方向とする長手形状となっている。特に、本実施形態では、振動体１１は、長方形状となっている。支持部１２は、振動体１１を支持する。また、支持部１２は、圧電振動子１の厚さ方向からの平面視で、振動体１１の両側と基端側とを囲むＵ字形状となっている。また、接続部１３は、振動体１１の屈曲振動の節となる部分（長手方向のほぼ中央部）と支持部１２とを接続している。接続部１３は、振動体１１の一方側に位置する接続部１３１と、他方側に位置する接続部１３２と、を有し、振動体１１を両持ち支持している。
【００１４】
伝達部１４は、接着剤１５を介して振動体１１の先端面１１１に接合されている。また、伝達部１４は、振動体１１の先端部から突出し、その先端部がスライダー８と接触している。そのため、振動体１１の振動は、伝達部１４を介してスライダー８に伝達される。
【００１５】
伝達部１４の構成材料としては、特に限定されないが、硬質な材料であることが好ましく、例えば、ジルコニア、アルミナ、チタニア等の各種セラミックスが挙げられる。このような材料とすることにより、耐久性の高い伝達部１４となると共に、伝達部１４の変形が抑えられ、振動体１１の振動を効率的にスライダー８に伝達することができる。
【００１６】
また、接着剤１５としては、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、ユリア樹脂系、メラミン樹脂系、フェノール樹脂系、エステル樹脂系等の各種熱硬化性樹脂系の接着剤、酢酸ビニル樹脂系、ポリビニルアルコール系、エチレン酢酸ビニル樹脂系、塩化ビニル樹脂系、アクリル樹脂系、ポリアミド系、セルロース系、ポリビニルピロリドン系、ポリスチレン系等の各種熱可塑性樹脂系の接着剤等を用いることができる。ただし、接着剤１５としては、熱硬化性樹脂系の接着剤であることが好ましく、この中でもエポキシ樹脂系の接着剤（一液エポキシ樹脂系接着剤）であることがさらに好ましい。これにより、接着剤１５の計量ミスや撹拌不足が起こり難いため、硬化不良が起こり難く、伝達部１４と振動体１１とをより確実に接合することができる。また、接着剤１５の強度も十分に高くなり、経年劣化による伝達部１４の振動体１１からの離脱等も効果的に抑制することができる。
【００１７】
また、圧電振動子１は、図３に示すように、対向配置された一対の基板３、４と、基板３、４の間に配置された圧電素子５および間座６とを有する。また、基板３は、振動部３１（振動板）と、振動部３１を支持する支持部３２と、振動部３１と支持部３２とを接続する接続部３３とを有する。接続部３３は、振動部３１の一方側に位置する接続部３３１と、他方側に位置する接続部３３２とを有し、振動部３１を両側から両持ち支持している。また、基板４は、振動部４１（振動板）と、振動部４１を支持する支持部４２と、振動部４１と支持部４２とを接続する接続部４３とを有する。接続部４３は、振動部４１の一方側に位置する接続部４３１と、他方側に位置する接続部４３２とを有し、振動部４１を両側から両持ち支持している。
【００１８】
また、基板３、４は、実質的に同じ形状および大きさである。また、圧電素子５を挟んで振動部３１、４１が対向配置され、間座６を挟んで支持部３２、４２が対向配置されている。そして、振動部３１、圧電素子５および振動部４１の積層体で振動体１１が構成され、支持部３２、間座６および支持部４２の積層体で支持部１２が構成され、接続部３３、４３で接続部１３が構成されている。基板３、４としては、特に限定されないが、例えば、シリコン基板を用いることができる。これにより、例えば、エッチング等によって高い寸法精度で基板３、４を形成することができる。
【００１９】
圧電素子５は、振動部３１、４１の間に位置しており、図示しない絶縁性接着剤を介して振動部３１、４１と接合されている。また、圧電素子５は、図２および図３に示すように、５つの圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅを有する。圧電素子５Ｃは、振動体１１の幅方向（屈曲方向）の中央部において、振動体１１の長手方向（伸縮方向）に沿って配置されている。この圧電素子５Ｃに対して振動体１１の幅方向の一方側には圧電素子５Ａ、５Ｂが振動体１１の長手方向に並んで配置され、他方側には圧電素子５Ｄ、５Ｅが振動体１１の長手方向に並んで配置されている。
【００２０】
図３に示すように、各圧電素子５Ａ〜５Ｅは、圧電体５１を一対の電極５２、５３で挟み込んだ構成となっている。そして、圧電素子５Ａ〜５Ｅは、それぞれ、電極５２、５３間に電圧を印加することにより、振動体１１の長手方向に沿った方向に伸縮する。本実施形態では、圧電体５１は、圧電素子５Ａ〜５Ｅで共通化されている。また、電極５２も圧電素子５Ａ〜５Ｅで共通化されており、例えば、ＧＮＤに接続される。これに対して、電極５３は、圧電素子５Ａ〜５Ｅで個別に別体として形成されている。そのため、電極５３を介して各圧電素子５Ａ〜５Ｅに所望の駆動信号を印加することができる。ただし、圧電素子５の構成は、これに限定されず、例えば、圧電体５１および電極５２の両方または一方が圧電素子５Ａ〜５Ｅで個別に別体として形成されていてもよい。
【００２１】
圧電体５１の構成材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、タンタル酸ストロンチウムビスマス（ＳＢＴ）、メタニオブ酸鉛、スカンジウムニオブ酸鉛等の圧電セラミックスを用いることができる。圧電セラミックスで構成された圧電体は、例えば、バルク材料から形成してもよいし、ゾル−ゲル法やスパッタリング法を用いて形成してもよい。なお、圧電体５１の構成材料としては、上述した圧電セラミックスの他にも、ポリフッ化ビニリデン、水晶等を用いてもよい。
【００２２】
本実施形態では、圧電素子５Ａ〜５Ｅのうち、圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｄ、５Ｅは、互いに同じ形状および同じ大きさであり、互いに容量がほぼ等しい。また、幅方向の一方側に位置する圧電素子５Ａ、５Ｂと、他方側に位置する圧電素子５Ｄ、５Ｅは、圧電素子５Ｃに対して対称的に配置されている。そのため、振動体１１をバランスよく屈曲させることができる。一方、圧電素子５Ｃは、圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｄ、５Ｅに対して約２倍の長さを有し、容量も圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｄ、５Ｅの約２倍である。そのため、振動体１１をより大きく伸縮させることができる。なお、圧電素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅの配置や容量は、特に限定されない。また、例えば、圧電素子５Ｃを省略してもよい。
【００２３】
例えば、図４中の電圧Ｖ１を圧電素子５Ａ、５Ｅに印加し、電圧Ｖ２を圧電素子５Ｃに印加し、電圧Ｖ３を圧電素子５Ｂ、５Ｄに印加すると、図５に示すように、振動体１１がＳ字状に屈曲振動し、これに伴って伝達部１４が図中反時計回りに楕円運動する。このような伝達部１４の楕円運動によってスライダー８が送り出されて一方側へスライドする。反対に、図６中の電圧Ｖ１’を圧電素子５Ａ、５Ｅに印加し、電圧Ｖ２’を圧電素子５Ｃに印加し、電圧Ｖ３’を圧電素子５Ｂ、５Ｄに印加すると、図７に示すように、振動体１１がＳ字状に屈曲振動し、これに伴って伝達部１４が図中時計回りに楕円運動する。このような伝達部１４の楕円運動によってスライダー８が送り出されて他方側へスライドする。ただし、伝達部１４を時計回りまたは反時計回りに楕円運動させることができれば、圧電振動子１に印加する電圧パターンは、特に限定されない。
【００２４】
間座６は、支持部３２、４２の間に位置しており、図示しない絶縁性接着剤を介して支持部３２、４２のそれぞれと接合されている。間座６の厚さは、圧電素子５の厚さとほぼ等しくなっており、基板３、４の面外方向（厚さ方向）への撓みが抑制されている。
【００２５】
間座６としては、特に限定されず、例えば、ジルコニア、アルミナ、チタニア等の各種セラミックス、各種金属材料、シリコン、各種樹脂材料等を用いることができる。これらの中でも、各種セラミックス、各種金属材料、シリコンを用いることが好ましく、これにより、硬質な間座６が得られる。ただし、金属材料を用いる場合には、間座６に絶縁性を付与するために、例えば、その表面に絶縁処理を施す等の加工が必要となる場合がある。
【００２６】
以上のような圧電振動子１では、基板３、４の位置ずれが生じる場合がある。特に、図８に示すように、振動部３１、４１が振動体１１の長手方向にずれた場合、このずれの影響によって、伝達部１４が振動体１１に対して傾いてしまう。このように、伝達部１４が傾いてしまうと、振動体１１の振動がスライダー８に安定して伝わらなくなり、スライダー８の安定した駆動が困難となる。そのため、圧電振動子１では、図９に示すように、振動体１１の先端部を切削ラインＬに沿ってダイシングソー等の切削具を用いて切削し、図１０に示すように、切削により形成された切削面１１２を振動体１１の先端面１１１としている。そして、切削面１１２で構成された先端面１１１に伝達部１４が接合されている。
【００２７】
このように、振動体１１の先端部を切削することにより、振動体１１の長手方向を法線とする（すなわち、振動体１１の長手方向に直交する）先端面１１１を容易に形成することができる。そのため、伝達部１４を適切な姿勢で振動体１１に接合することができ、伝達部１４が振動体１１に対して傾いてしまうことを効果的に抑制することができる。したがって、振動体１１の振動をスライダー８に対して安定して伝えることができ、スライダー８の安定した駆動が可能となる。また、切削面１１２には、切削痕（微小な凹凸）が形成されるため、振動体１１と接着剤１５との接触面積が増え、その分、振動体１１と接着剤１５との接合強度を高めることができる。そのため、伝達部１４と振動体１１とをより強固に接合することができる。
【００２８】
特に、本実施形態では、図９に示すように、切削ラインＬが振動部３１、４１および圧電素子５（圧電体５１）に重なっている。そのため、図１０に示すように、振動部３１の先端面３１０と、振動部４１の先端面４１０と、圧電素子５（圧電体５１）の先端面５０とが面一となり、これら先端面３１０、４１０、５０により先端面１１１が構成されている。そのため、先端面１１１の面積が大きくなり、伝達部１４を先端面１１１に接合し易くなる。ここで、切削ラインＬは、圧電素子５の電極５３と重ならないように設定することが好ましい。これにより、切削によって圧電素子５Ａ、５Ｃ、５Ｄの一部が除去されて短くなってしまうのを抑制することができる。そのため、振動体１１の振動バランスが崩れてしまうことを抑制でき、振動体１１をバランスよく屈曲振動させることができる。
【００２９】
以上、圧電振動子１について説明した。このような圧電振動子１は、前述したように、対向して配置された一対の振動部３１、４１（振動板）と、一対の振動部３１、４１の間に位置している圧電体５１とを有する振動体１１と、振動体１１に接合され、振動体１１の振動をスライダー８（被駆動部）に伝達する伝達部１４と、を有する。そして、振動体１１の伝達部１４と接合されている面（先端面１１１）は、切削面１１２である。先端面１１１を切削面１１２とすることにより、すなわち、振動体１１の先端部を切削することにより、振動体１１の長手方向を法線とする先端面１１１を容易に形成することができる。そのため、伝達部１４を適切な姿勢で振動体１１に接合することができる。したがって、振動体１１の振動をスライダー８に安定して伝えることができ、スライダー８の安定した駆動が可能となる。また、切削面１１２には切削痕（微小な凹凸）が形成されるため、振動体１１と接着剤１５との接触面積が増え、その分、振動体１１と接着剤１５との接合強度を高めることができる。そのため、伝達部１４と振動体１１とをより強固に接合することができる。
【００３０】
また、前述したように、振動体１１は、長手方向を有し、圧電体５１は、振動体１１の長手方向に伸縮し、切削面１１２は、振動体１１の長手方向の一端に設けられている。これにより、振動体１１と伝達部１４との接合強度が向上する。また、伝達部１４が振動体１１の先端部（変位量の大きい部分）に接合されるため、伝達部１４を介して振動体１１の振動をスライダー８に効率的に伝達することができる。
【００３１】
また、前述したように、圧電体５１の切断面１１２側の先端は、振動体１１を厚さ方向から見た平面視において、振動部３１、４１と同じ位置である。これにより、先端面１１１が広くなるため、伝達部１４を先端面１１１に接合し易くなる。
【００３２】
なお、圧電振動子１の構成としては、本実施形態に限定されない。例えば、振動体１１、支持部１２および接続部１３の形状や配置としては、その機能を発揮することができる限り、それぞれ、特に限定されない。また、例えば、支持部１２や接続部１３は、省略してもよい。
【００３３】
次に、圧電振動子１の製造方法について説明する。圧電振動子１の製造方法は、図１１に示すように、一対の振動部３１、４１の間に圧電素子５を配置して振動体１１を得る振動体形成工程と、振動体１１を切削し、振動体１１に切削面１１２を形成する切削工程と、切削面１１２に伝達部１４を接合する伝達部接合工程とを有する。以下、各工程について詳細に説明する。
【００３４】
［振動体形成工程］
まず、基板３、４、圧電素子５および間座６を準備し、基板３、４の間に圧電素子５および間座６を配置し、圧電素子５および間座６の一方の主面を図示しない絶縁性接着剤で基板３に接合すると共に、他方の主面を図示しない導電性接着剤を介して基板４に接合する。これにより、振動体１１、支持部１２および接続部１３を有する構造体１’が得られる。
【００３５】
ここで、圧電素子５と基板３、４とを接合する際に、圧電素子５に対する振動部３１、４１の位置ずれが生じる場合がある。特に、図１３に示すように、振動部３１、４１が振動体１１の長手方向にずれた場合、そのままの状態で振動体１１の先端部に伝達部１４を接合してしまうと、振動部３１、４１の位置ずれの影響によって伝達部１４が振動体１１に対して傾いてしまう。伝達部１４が傾いてしまうと、振動体１１の振動が伝達部１４を介してスライダー８に安定して伝わらなくなり、スライダー８の安定した駆動が困難となる。そこで、本実施形態では、振動体１１に対する伝達部１４の傾きを抑制するために、次の切削工程を設けている。
【００３６】
［切削工程］
本工程では、図１４に示すように、振動体１１の先端部を切削して、振動体１１に切削面１１２で構成された先端面１１１を形成する。具体的には、例えば、ダイシングソー等の切削具を用いて、振動体１１を図１３中の切削ラインＬに沿って切削し、振動体１１に切削面１１２から構成された先端面１１１を形成する。なお、先端面１１１は、振動体１１の長手方向を法線とする面となっている。
【００３７】
特に、本実施形態では、図１３に示すように、切削ラインＬが振動部３１、４１および圧電素子５に重なっている。そのため、図１４に示すように、振動部３１の先端面３１０と、振動部４１の先端面４１０と、圧電素子５の先端面５０とが面一となり、これら先端面３１０、４１０、５０で先端面１１１が構成される。そのため、先端面１１１の面積が大きくなり、次の伝達部接合工程において、伝達部１４を先端面１１１に接合し易くなる。
【００３８】
ここで、振動体１１を切削ラインＬに沿って切削することにより、振動体１１の長さが短くなる。そこで、本実施形態では、振動体形成工程において、図１５に示すように、圧電素子５Ａ、５Ｃ、５Ｄよりも先端側の部分を伸ばし、振動体１１の長さＬ１が所定の長さＬ０（設定値）よりも長い構造体１’を形成する。そして、本工程において、図１６に示すように、振動体１１が所定の長さＬ０となるように、振動体１１の先端部を切削する。このような方法によれば、振動体１１の長さが設計値からずれてしまうことを効果的に抑制することができる。そのため、所望のサイズおよび駆動特性を有する圧電振動子１を製造することができる。
【００３９】
ここで、切削ラインＬは、図１３に示すように、圧電素子５の電極５３と重ならないように設定することが好ましい。これにより、切削によって圧電素子５Ａ、５Ｃ、５Ｄが短くなる（形状変形が生じる）のを抑制することができる。そのため、振動体１１の振動バランスが崩れてしまうことを抑制でき、振動体１１をバランスよく屈曲振動させることができる。ただし、これに限定されず、例えば、振動体形成工程において、圧電素子５Ａ、５Ｄが圧電素子５Ｂ、５Ｅよりも長い構造体１’を形成しておき、本工程において、圧電素子５Ａ、５Ｄの長さが圧電素子５Ｂ、５Ｅの長さと等しくなるように、切削ラインＬを電極５３と重なる位置に設定してもよい。
【００４０】
［伝達部接合工程］
次に、図１７に示すように、振動体１１の先端面１１１（切削面１１２）に接着剤１５を介して伝達部１４を接合する。これにより、圧電振動子１が得られる。なお、前述したように、振動体１１の先端面１１１が振動体１１の長手方向を法線とする面で構成されているため、伝達部１４を適切な姿勢で振動体１１に接合することができる。そのため、振動体１１の振動をスライダー８に対して安定して伝えることができ、スライダー８の安定した駆動が可能となる。また、切削面１１２には切削痕（微小な凹凸）が形成されるため、振動体１１と接着剤１５との接触面積が増え、その分、振動体１１と接着剤１５との接合強度を高めることができる。そのため、伝達部１４と振動体１１とをより強固に接合することができる。
【００４１】
以上のような圧電振動子１の製造方法は、前述したように、一対の振動部３１、４１（振動板）の間に圧電素子５（圧電体５１）が配置された振動体１１の端面を切削し、振動体１１に切削面１１２を形成する切削工程と、切削面１１２に振動体１１の振動をスライダー８（被駆動部）に伝達する伝達部１４を接合する伝達部接合工程と、を有する。このように、切削面１１２を形成することにより、伝達部１４を適切な姿勢で振動体１１に接合することができる。そのため、振動体１１の振動をスライダー８に対して安定して伝えることができ、スライダー８の安定した駆動が可能となる。また、切削面１１２には切削痕（微小な凹凸）が形成されるため、振動体１１と接着剤１５との接触面積が増え、その分、振動体１１と接着剤１５との接合強度を高めることができる。そのため、伝達部１４と振動体１１とをより強固に接合することができる。
【００４２】
また、前述したように、振動体１１は、長手方向を有し、圧電素子５（圧電体５１）は、振動体１１の長手方向に伸縮する。そして、切削工程では、振動体１１の先端部（長手方向の一端部）を切削する。これにより、伝達部１４が振動体１１の先端部（変位量の大きい部分）に接合されるため、伝達部１４を介して振動体１１の振動をスライダー８に効率的に伝達することができる。
【００４３】
また、前述したように、振動体形成工程により形成される振動体１１は、その長手方向に所定長さよりも大きい長さを有し、切削工程では、振動体１１が所定長さとなるように振動体１１を切削する。このような方法によれば、振動体１１の長さが設計値からずれてしまうことを効果的に抑制することができる。そのため、所望のサイズおよび駆動特性を有する圧電振動子１を製造することができる。
【００４４】
また、前述したように、切削工程では、各振動部３１、４１と共に圧電素子５（圧電体５１）を切削する。これにより、先端面１１１が広くなるため、伝達部接合工程において、伝達部１４を先端面１１１に接合し易くなる。
【００４５】
以上の説明では、圧電振動子１として、基板３、４の間に圧電素子５を配置した圧電振動子１について説明したが、圧電振動子１の構造は、かかる場合に限定されない。例えば、基板３上に、第１電極層、圧電体層、第２電極層を順次積層し、基板４を基板３に対向配置した薄膜ピエゾ型の圧電振動子１の場合にも、本発明を同様に適用することができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る圧電振動子の製造方法および圧電振動子について説明する。
【００４７】
図１８は、本発明の第２実施形態に係る圧電振動子を示す断面図である。図１９ないし図２１は、それぞれ、図１８の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【００４８】
本実施形態に係る圧電振動子１の製造方法および圧電振動子１は、振動体１１の構成が異なっていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、第２実施形態の圧電振動子１の製造方法および圧電振動子１に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１８ないし図２１では、前述した第１実施形態と同様の構成について同一符号を付している。
【００４９】
本実施形態の圧電振動子１では、図１８に示すように、切削ラインＬが振動部３１、４１と重なっているが、圧電素子５には重なっていない。すなわち、圧電体５１の切断面１１２側の先端は、振動体１１を厚さ方向から見た平面視において、振動部３１、４１より内側に設けられている。そのため、振動部３１の先端面３１０と振動部４１の先端面４１０とが面一となり、先端面３１０、４１０で先端面１１１が構成されている。また、先端面１１１と圧電素子５の先端面５０との間に段差が形成されている。このような振動体１１では、伝達部１４と先端面５０との間に接着剤１５を留める空間が形成されるため、伝達部１４と振動体１１との接合をより確実に行うことができる。
【００５０】
このような圧電振動子１の製造方法は、前述した第１実施形態と同様に、振動体形成工程と、切削工程と、伝達部接合工程とを有する。なお、切削工程および伝達部接合工程以外は、前述した第１実施形態と同様であるため、以下では、切削工程および伝達部接合工程について説明し、その他の工程については、その説明を省略する。
【００５１】
［切削工程］
本工程では、振動体１１の先端部を切削して、振動体１１に切削面１１２で構成された先端面１１１を形成する。本実施形態では、図１９に示すように、切削ラインＬが振動部３１、４１に重なっているが、圧電素子５には重なっていない。そのため、図２０に示すように、振動部３１の先端面３１０と振動部４１の先端面４１０とが面一となり、先端面３１０、４１０で先端面１１１が構成される。また、先端面１１１と圧電素子５の先端面５０との間に段差が形成される。これにより、伝達部１４と先端面５０との間に接着剤１５を留める空間が形成されるため、次の伝達部接合工程において、伝達部１４と振動体１１とをより確実に接合することができる。また、圧電素子５を切削しないことにより、圧電素子５を予め大きく形成しておく必要が無くなる。そのため、圧電素子５の製造コストを削減することができる。
【００５２】
［伝達部接合工程］
次に、図２１に示すように、振動体１１の先端面１１１（切削面１１２）に接着剤１５を介して伝達部１４を接合する。これにより、圧電振動子１が得られる。なお、前述したように、伝達部１４と先端面５０との間に接着剤１５を留める空間が形成されるため、伝達部１４と振動体１１とをより確実に接合することができる。
【００５３】
このように、本実施形態の切削工程では、圧電体５１を切削することなく、各振動部３１、４１を切削する。これにより、先端面１１１と圧電素子５（圧電体５１）の先端面５０との間に段差が形成される。これにより、伝達部１４と先端面５０との間に接着剤１５を留める空間が形成されるため、伝達部１４と振動体１１とをより確実に接合することができる。また、圧電素子５を切削しないことで、圧電素子５を予め大きく形成しておく必要が無くなる。そのため、圧電素子５の製造コストを削減することができる。
【００５４】
以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００５５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る圧電振動子の製造方法および圧電振動子について説明する。
【００５６】
図２２は、本発明の第３実施形態に係る圧電振動子を示す断面図である。図２３は、図２２の圧電振動子の製造工程を示すフローチャートである。図２４ないし図２６は、それぞれ、図２２の圧電振動子の製造方法を説明するための断面図である。
【００５７】
本実施形態に係る圧電振動子１０の製造方法および圧電振動子１０は、複数の圧電振動子１が積層されていること以外は、前述した第１実施形態と同様である。以下の説明では、第３実施形態の圧電振動子１０の製造方法および圧電振動子１０に関し、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２２ないし図２６では、前述した第１実施形態と同様の構成について同一符号を付している。
【００５８】
図２２に示すように、本実施形態の圧電振動子１０は、前述した第１実施形態の圧電振動子１を複数有し、これら複数の圧電振動子１が積層されて構成されている。なお、隣り合う圧電振動子１同士は、図示しない接着剤を介して接合されている。また、伝達部１４は、全ての圧電振動子１の先端部と接合されている。このように、圧電振動子１０が複数の圧電振動子１を有することにより、圧電振動子１０の出力を高めることができる。なお、本実施形態では、圧電振動子１０が３つの圧電振動子１を有しているが、圧電振動子１０が有する圧電振動子１の数としては、特に限定されず、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。
【００５９】
このように、圧電振動子１０は、積層されている複数の振動体１１（圧電振動子１）を有する。これにより、圧電振動子１０の出力を高めることができる。
【００６０】
このような圧電振動子１の製造方法は、図２３に示すように、振動部３１、４１の間に圧電素子５を配置して振動体１１を得る振動体形成工程と、複数の振動体１１を接合して積層振動体１０’を得る振動体接合工程と、振動体１１を切削し、振動体１１に切削面１１２を形成する切削工程と、切削面１１２に振動体１１の振動をスライダー８に伝達する伝達部１４を接合する伝達部接合工程とを有する。
【００６１】
［振動体形成工程］
まず、複数の構造体１’を形成する。構造体１’の形成方法は、前述した第１実施形態で説明した方法と同様である。
【００６２】
［振動体接合工程］
次に、図２４に示すように、振動体形成工程で形成した複数の構造体１’を積層し、隣り合う構造体１’同士を図示しない接着剤を介して接合することにより、積層振動体１０’を形成する。
【００６３】
［切削工程］
次に、図２５に示すように、積層振動体１０’（振動体１１の積層体）の先端部を切削し、積層振動体１０’（振動体１１の積層体）に切削面１１２で構成された先端面１１１を形成する。
【００６４】
［伝達部接合工程］
次に、図２６に示すように、先端面１１１（切削面１１２）に接着剤１５を介して伝達部１４を接合する。これにより、圧電振動子１０が得られる。
【００６５】
このように、本実施形態の圧電振動子１０の製造方法は、切削工程に先立って、複数の振動体１１を接合して積層振動体１０’を得る振動体接合工程を有する。そして、切削工程では、積層振動体１０’を切削する。このように、複数の振動体１１を積層することにより、圧電振動子１０の出力を高めることができる。
【００６６】
以上のような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００６７】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係る圧電振動子について説明する。
【００６８】
図２７は、本発明の第４実施形態に係る圧電振動子を示す斜視図である。
【００６９】
本実施形態に係る圧電振動子１０は、伝達部１４の形状が異なること以外は、前述した第３実施形態の圧電振動子１０と同様である。以下の説明では、第４実施形態の圧電振動子１０に関し、前述した第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図２７では、前述した第３実施形態と同様の構成について同一符号を付している。また、以下では、説明の便宜上、一対の振動部３１、４１と圧電体５１とが並ぶ方向（複数の圧電振動子１が積層する方向）を「厚さ方向」とも言う。
【００７０】
図２７に示すように、本実施形態の伝達部１４は、振動体１１と接合されている接合部１４１と、接合部１４１から先端側に突出する接触部１４２とを有する。そして、接触部１４２の先端部がスライダー８に当接している。接合部１４１は、振動体１１の積層体とほぼ等しい厚さＴ１（厚さ方向の長さ）を有し、全ての振動体１１の先端面１１１（切削面１１２）と接着剤１５を介して接合されている。これにより、全振動体１１の振動を伝達部１４に伝えることができる。
【００７１】
また、接触部１４２は、接合部１４１の厚さＴ１よりも小さい厚さＴ２を有し、接合部１４１の厚さ方向の中央部に設けられている。Ｔ２＜Ｔ１の関係とすることにより、伝達部１４の傾きの影響をより小さくすることができる。つまり、本実施形態では、切削面１１２を形成して伝達部１４を振動体１１に対して傾き難くしているが、それでも伝達部１４が振動体１１に対して傾いてしまった場合に備えて、伝達部１４の傾きの影響がより小さくなるように、Ｔ２＜Ｔ１の関係を満足するように伝達部１４を設計している。これにより、スライダー８をより安定して駆動することができる。また、圧電振動子１０では、使用前に、その駆動を安定させるためのエージング処理（例えば、圧電振動子１０を駆動させ続ける処理）を行う場合があるが、伝達部１４を上述のような構成とすることにより、伝達部１４の傾きを抑えられるため、エージング処理にかかる時間を短縮することができる。
【００７２】
なお、Ｔ２としては、特に限定されず、圧電振動子１の積層数にとっても異なるが、例えば、０．１≦Ｔ２／Ｔ１≦０．５であることが好ましく、０．２≦Ｔ２／Ｔ１≦０．４であることがより好ましい。このような関係を満足することにより、上述した効果をより顕著に発揮することができる。
【００７３】
また、接合部１４１の幅Ｗ１は、接触部１４２の幅Ｗ２よりも大きい。すなわち、Ｗ１＞Ｗ２の関係となっている。このように、Ｗ１＞Ｗ２の関係とすることにより、接触部１４２の小型化を図りつつ、接合部１４１と先端面１１１（切削面１１２）との接合面積を大きくすることができる。そのため、伝達部１４の傾きの影響を小さくすることができると共に、先端面１１１と伝達部１４との接合強度を高めることができる。なお、Ｗ１としては、特に限定されないが、例えば、２≦Ｗ１／Ｗ２≦１０であることが好ましく、２≦Ｗ１／Ｗ２≦５であることがより好ましい。このような関係を満足することにより、上述した効果をより顕著に発揮することができる。
【００７４】
以上のような圧電振動子１０では、前述したように、一対の振動部３１、４１と圧電体５１とが並ぶ方向を厚さ方向としたとき、伝達部１４は、振動体１１と接合されている接合部１４１と、接合部１４１から突出し、スライダー８（被駆動部）と接触する接触部１４２と、を有する。そして、接触部１４２の厚さＴ２（厚さ方向の長さ）は、接合部１４１の厚さＴ１（厚さ方向の長さ）よりも小さい。このように、Ｔ２＜Ｔ１の関係とすることにより、伝達部１４の傾きの影響をより小さくすることができる。また、エージングにかかる時間を短縮することができる。
【００７５】
以上のような第４実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７６】
以上、本発明の圧電振動子の製造方法および圧電振動子を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。なお、前述した圧電振動子は、例えば、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよびプロジェクター等の各種電子デバイスの駆動源として搭載することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１…圧電振動子、１’…構造体、１０…圧電振動子、１０’…積層振動体、１１…振動体、１１１…先端面、１１２…切削面、１２…支持部、１３、１３１、１３２…接続部、１４…伝達部、１４１…接合部、１４２…接触部、１５…接着剤、３、４…基板、３１、４１…振動部、３１０、４１０…先端面、３２、４２…支持部、３３、３３１、３３２、４３、４３１、４３２…接続部、５、５Ａ〜５Ｅ…圧電素子、５０…先端面、５１…圧電体、５２、５３…電極、６…間座、８…スライダー、９…圧電モーター、Ｌ…切削ライン、Ｖ１〜Ｖ３、Ｖ１’〜Ｖ３’…電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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