(57)【要約】    【課題】  出力が大きく、小型で安価な振動波駆動装置を得ることができる振動子を提供する。    【解決手段】  圧電体２０の表面には複数の駆動電極２３が形成され、各駆動電極２３は、圧電体２０の表面において、振動体１を励振する駆動モードの次数の４倍の数で円周を略等分割された領域のそれぞれに形成された扇型の電極である。また、圧電体２０の裏面（振動体１との固着面）には、表面の駆動電極２３と同じパターンの駆動電極が形成されている。圧電体２０の表面の駆動電極２３は、それぞれ、対応するリード部２４および連結部２５を介して、表面からみて左回りに１つおきの裏面の駆動電極と電気的に接続される。圧電体２０の表面には、フレキシブルプリント基板が貼り付けられ、フレキシブルプリント基板から表面の各駆動電極２３に対して４相の電圧が供給される。【選択図】      図２
2005223968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体および電気機械エネルギ変換素子を備え、前記電気機械エネルギ変換素子への駆動信号の印加により励起される複数の振動の合成で前記弾性体の駆動部に駆動振動を励振する振動子において、
前記電気機械エネルギ変換素子は、圧電体と、前記圧電体の表面、裏面のそれぞれに形成されている駆動信号を印加するための複数の駆動電極とを有し、前記駆動振動の半波長だけ離れて配置された前記圧電体の表面の駆動電極と裏面の駆動電極とが接続されていることを特徴とする振動子。
【請求項２】
前記圧電体の裏面は前記弾性体と電気的に絶縁されて固着されていることを特徴とする請求項１記載の振動子。
【請求項３】
同位相で対向する表面の駆動電極と裏面の駆動電極には時間位相が反転された駆動信号が印加されることを特徴とする請求項１または２記載の振動子。
【請求項４】
同位相で対向する表面の駆動電極と裏面の駆動電極の一方には交番電圧が印加され、他方は接地されることを特徴とする請求項１または２記載の振動子。
【請求項５】
前記駆動振動の半波長だけ離れて配置された前記圧電体の表面の駆動電極と裏面の駆動電極は、前記駆動電極よりも内径側で接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の振動子。
【請求項６】
弾性体および単一の電気機械エネルギ変換素子を備え、前記電気機械エネルギ変換素子への駆動信号の印加により励起される複数の振動の合成で前記弾性体の駆動部に駆動振動を励振する振動子において、
前記電気機械エネルギ変換素子は、合成する振動の数で駆動振動の半波長の領域を等分割した複数の駆動領域を有する単一の圧電体と、前記圧電体の各駆動領域の表面、裏面のそれぞれに形成されている複数の駆動電極とを有し、前記圧電体の裏面は前記弾性体と電気的に絶縁されて固着されており、前記圧電体の表面の駆動電極に印加される駆動信号が前記圧電体の裏面の各駆動電極へ供給されるように、前記圧電体の裏面の駆動電極のうち少なくとも１つは、該圧電体の表面の対応する駆動電極と接続されていることを特徴とする振動子。
【請求項７】
前記弾性体の駆動部に励振される前記駆動振動は、２つの振動の合成による振動であり、前記各駆動領域の裏面の駆動電極は、１つの駆動領域を挟んで隣り合う駆動領域の表面の駆動電極と接続されていることを特徴とする請求項６記載の振動子。
【請求項８】
前記各駆動領域は、隣り合う２つずつの駆動領域を１群とした半波長の角度長を有する駆動領域群とされ、隣り合う駆動領域群のうち、交互に表裏となるように選択された各駆動領域群の一方の面の２つの駆動電極が同一面内で接続され、該同一面内で接続された駆動電極群が共通電極とされたことを特徴とする請求項７記載の振動子。
【請求項９】
前記圧電体には、少なくとも１つのスルーホールが設けられ、該少なくとも１つのスルーホールを介して、前記圧電体の裏面の駆動電極のうち少なくとも１つは、該圧電体の表面の対応する駆動電極と接続されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の振動子。
【請求項１０】
前記圧電体には、導電性材が充填されている少なくとも１つの貫通孔が設けられ、該少なくとも１つの貫通孔に充填されている導電性材を介して、前記圧電体の裏面の駆動電極のうち少なくとも１つは、該圧電体の表面の対応する駆動電極と接続されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の振動子。
【請求項１１】
前記圧電体の表面、裏面のそれぞれの対応する部位に導電性塗料を塗布することによって少なくとも１つのリード部が形成され、該表面、裏面のそれぞれの少なくとも１つのリード部を介して、前記圧電体の裏面の駆動電極のうち少なくとも１つは、該圧電体の表面の対応する駆動電極と接続されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の振動子。
【請求項１２】
前記弾性体の前記圧電体の裏面と固着される面には、電気的絶縁性を有する皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の振動子。
【請求項１３】
前記圧電体の裏面には、電気的絶縁性を有する皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の振動子。
【請求項１４】
前記弾性体と前記圧電体の裏面との間には、電気的絶縁性を有するシート状の部材が挟み込まれていることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか１つに記載の振動子。
【請求項１５】
前記弾性体と前記圧電体の裏面との間には、非導電性の接着剤層が形成されていることを特徴とする請求項６ないし１１のいずれか１つに記載の振動子。
【請求項１６】
前記弾性体は、非導電性材からなることを特徴とする請求項６から１１のいずれか１つに記載の振動子。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれかに記載された振動子を用いたことを特徴とする振動波駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気−機械エネルギ変換素子を振動源として弾性体に駆動振動を励振する振動子、およびこの振動子を用いた振動波駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動波駆動装置としての振動波モータは、低速度で大きなトルクが取り出せるアクチュエータであるとともに、電磁モータが有するコギングが無く、回転むらが少ないことを特徴とする。特に、進行波型の振動波モータにおいては、弾性体に振動振幅が一様な進行性の振動波が励起され、これに加圧接触された移動体が連続的に駆動されるので、より滑らかな駆動を可能とする。よって、このような振動波モータは、高精度な定速制御を必要とする機器の駆動源として用いられる。
【０００３】
このような従来の振動波モータの構成について図１６〜図１８を参照しながら説明する。図１６は従来の振動波モータの構成を示す縦断面図、図１７は図１６の圧電素子２の表面および裏面図、図１８は図１７の圧電素子２を駆動するための駆動電圧の波形図である。
【０００４】
従来の振動波モータは、図１６に示すように、金属等の導電性の弾性体からなる振動体１を備え、振動体１の一方の面には、圧電素子２が接着されている。振動体１の他方の面には、櫛歯状の部位が形成されており、該部位の先端には、複合樹脂やセラミックなどからなる摩擦部材３が接合されている。振動体１は、圧電素子２および摩擦部材３と共働して振動子を構成する。この振動子は、ハウジング７に対してビス、かしめなどにより固定されている。ハウジング７には、振動体１を挿通して垂直に延びる回転軸６が軸受８を介して支持されている。回転軸６には、連結部材１２が固着され、連結部材１２には、加圧ばね５が固定されている。加圧ばね５には移動体４が固定され、移動体４は加圧ばね５により附勢され、移動体４の振動体１との対向面は、摩擦部材３に接触されている。
【０００５】
このように構成された振動波モータにおいては、圧電素子２に駆動電圧が印加されると、振動体１に進行性の振動波が励起され、摩擦部材３に加圧接触する移動体４が回転駆動される。移動体４の回転力は、加圧ばね５および連結部材１２を介して回転軸６から取り出される。
【０００６】
上記振動体１の圧電素子２としては、各種のものがある（例えば特許文献１〜５を参照）。例えば特許文献１に記載の圧電素子２は、図１７（ａ），（ｂ）に示すように、薄い円環状の圧電材２０を有する。圧電材２０の表面には、図１７（ａ）に示すように、薄膜状の複数の駆動電極２１が設けられている。ここで、圧電材２０の表面は、振動体１と固着されない側の面である。各駆動電極２１は、圧電材２０の表面において、振動体１を励振する駆動モードの次数の４倍の数で円周を略等分割された領域のそれぞれに、導電性の材料を蒸着、塗布、印刷するなどによって形成された扇型の電極である。圧電材２０の各駆動電極２１の領域は、全て厚み方向の同じ向きに分極されている。
【０００７】
本例の振動子は、圧電材２０の円環部に５つの曲げ変形を生じる振動モードを用いるものであり、各駆動電極２１は次数５の４倍の２０個の領域に、銅、ニッケルなどの蒸着によって形成されたものである。図７（ａ）中の記号、Ａ（＋），Ａ（−），Ｂ（＋），Ｂ（−）は、交番電圧が印加される各駆動電極２１の駆動相の名称である。
【０００８】
圧電材２０の裏面（振動体１との固着面）には、図１７（ｂ）に示すように、接地（Ｇ）用の電極として作用する共通電極２２が銅、ニッケルなどの蒸着によって形成されている。圧電素子２の裏面は振動体１に接着剤によって固着されるが、接着処理において加圧力を加えて接着剤層を十分に薄くすることによって、共通電極２２と振動体１が電気的に導通可能にされている。また、振動体１は図１６に示すハウジング７に電気的に導通した状態で固定されているため、ハウジング７と共通電極２２は同電位となる。
【０００９】
圧電素子２の駆動電圧としては、図１８に示すように、Ａ（＋）、Ｂ（＋）、Ａ（−）、Ｂ（−）の４相の電圧が用いられ、駆動電圧が各駆動電極２１と裏面共通電極２２との間に印加される。ここで、Ａ，Ｂ相は、互いにπ／２（rad）時間位相がずれた交番電圧であり、括弧内の符号が異なるＡ（＋）とＡ（−）、およびＢ（＋）とＢ（−）は、π（rad）時間位相がずれた交番電圧である。圧電素子２上の駆動電極２１には、Ａ（＋）→Ｂ（＋）→Ａ（−）→Ｂ（−）の順にπ／２（rad）ずつ時間位相がずれた交番電圧が印加されるので、振動子を進行性の曲げ変形モードで加振することが可能となり、駆動モードの共振周波数付近において進行性の振動波を形成することができる。
【００１０】
上述した圧電素子２に代えて、例えば上記特許文献２および３に記載されているような薄い圧電素子が積層された積層圧電素子を用いることもできる。この積層圧電素子の場合、素子に大きな電界をかけることが可能となり、大きな駆動力をとり出すことができる。
【００１１】
また、圧電素子２として、特許文献４および５に記載されているような圧電素子を用いることもできる。この圧電素子２は、図１９（ａ）に示すように、４分の１波長の間隔をおいて左右に配置されたＡ相、Ｂ相の各駆動領域を有し、各駆動領域は２分の１波長の長さで交互に（＋）、（−）に分極されている。ここで、圧電素子２の裏面においては、図１９（ｂ）に示すように、共通電極が各駆動領域に対応するように２分割されて、Ａ（−），Ｂ（−）の２つの電極とされている。これに対し、圧電素子２の表面においては、図１９（ｃ）に示すように、Ａ（＋），Ｂ（＋）の２つの駆動電極が設けられ、また、裏面の２つの共通電極の一部が、側面を介して露出されている。
【００１２】
このような圧電素子２においては、裏面の共通電極、Ａ（−），Ｂ（−）に対して、表面の駆動電極、Ａ（＋），Ｂ（＋）に印加される駆動電圧とπ（rad）時間位相が反転された駆動電圧を印加することによって、圧電素子２の厚み方向に電源電圧の２倍の電位差をかけることができる。また、裏面の２つの共通電極の一部が表面へ露出されているので、表面に上記４相の駆動電圧を印加することができる。
【特許文献１】特開２００１−１５７４７３号公報
【特許文献２】特開平７−１９３２９１号公報
【特許文献３】特開平７−２１３０８１号公報
【特許文献４】特開昭５９−９６８８２号公報
【特許文献５】特開平４−２１３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
一般に、圧電素子に電圧を印加した際に圧電素子に発生する応力は、圧電素子内の電界にほぼ比例する。すなわち、同じ厚さの素子であれば、表裏間の電位差を大きくするほど、発生応力を大きくすることができるので、振動子の出力を上げることができる。また、駆動電圧に制限がある場合は、圧電素子の幅を大きくして断面積を増すことによって、同じ発生応力でも大きな力を取り出すことができる。しかしながら、素子幅を大きくすることによって発生力を増す方法では、設置スペースが占有されるとともに、材料の使用量が増し、コストアップを招くことになる。
【００１４】
例えば特許文献１に記載の振動子においては、駆動電圧として、図１８に示すような４相の駆動電圧が用いられているが、圧電素子の裏面を共通電極としているため、圧電素子の表裏間の電位差は、各駆動相の電位と等しい。このため、振動波モータの出力を上げるには、駆動電源の電圧を増さなければならず、駆動回路が大型化し、より製造コストが掛かる。さらに、各端子間の電位差が増すため、短絡を防ぐためにより端子間を広くとる必要がある。そのため装置全体の大型化を招くことになる。
【００１５】
また、特許文献２および３に記載されているような、薄い圧電素子が積層された積層圧電素子においては、大きな電界をかけることが可能となり、大きな駆動力をとりだすことができる。しかしながら、積層圧電素子は、単一の圧電素子に比して高価になるとともに、積層界面のせん断変形に対して損失が大きくなるという欠点がある。
【００１６】
さらに、図１７に示したように全面を同一方向に分極したパターンを用いる場合においては、４つの相がすべて交互に配置されているために、特許文献４および５に記載されているような２分割の共通電極を用いることができない。さらに、圧電素子の表面の全面に駆動電極が配置されているため、駆動電極以外の裏面からの電極を設けることができない。
【００１７】
一方、特許文献１に記載されているような４相の駆動電圧を必要とする構成において、駆動電源を変更して駆動電圧を上げる場合には、２相よりも多くの設置スペースを必要とする問題がある。また、この構成においては、裏面が共通電極となっているので、π（rad）の反転した電界をかけるために、独立した２つの電源が必要であり、２相の駆動電圧で駆動することは困難である。
【００１８】
このように、振動子の駆動力を増すためには、装置の大型化やコスト増加などの問題があり、出力が大きく、小型で安価な振動波駆動装置を得ることは非常に難しい。
【００１９】
本発明の目的は、出力が大きく、小型で安価な振動波駆動装置を得ることができる振動子および振動波駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上記目的を達成するため、弾性体および電気機械エネルギ変換素子を備え、前記電気機械エネルギ変換素子への駆動信号の印加により励起される複数の振動の合成で前記弾性体の駆動部に駆動振動を励振する振動子において、前記電気機械エネルギ変換素子は、圧電体と、前記圧電体の表面、裏面のそれぞれに形成されている駆動信号を印加するための複数の駆動電極とを有し、前記駆動振動の半波長だけ離れて配置された前記圧電体の表面の駆動電極と裏面の駆動電極とが接続されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、上記目的を達成するため、弾性体および単一の電気機械エネルギ変換素子を備え、前記電気機械エネルギ変換素子への駆動信号の印加により励起される複数の振動の合成で前記弾性体の駆動部に駆動振動を励振する振動子において、前記電気機械エネルギ変換素子は、合成する振動の数で駆動振動の半波長の領域を等分割した複数の駆動領域を有する単一の圧電体と、前記圧電体の各駆動領域の表面、裏面のそれぞれに形成されている複数の駆動電極とを有し、前記圧電体の裏面は前記弾性体と電気的に絶縁されて固着されており、前記圧電体の表面の駆動電極に印加される駆動信号が前記圧電体の裏面の各駆動電極へ供給されるように、前記圧電体の裏面の駆動電極のうち少なくとも１つは、該圧電体の表面の対応する駆動電極と接続されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、上記目的を達成するため、上記振動子を用いたことを特徴とする振動波駆動装置を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、出力が大きく、小型で安価な振動波駆動装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る振動子の構成を示す斜視図、図２は図１の圧電素子２を示す平面図、図３は図１の振動子に対する電源電圧と圧電素子の表裏の駆動電極間の電位差を示す図である。
【００２６】
振動子は、図１に示すように、金属等の導電性の弾性体からなる円環状の振動体１を備える。振動体１の一方の面には、圧電素子２が接着されている。振動体１の他方の面には、櫛歯状の部位が形成されており、該部位の先端には、複合樹脂やセラミックなどからなる摩擦部材３が接合されている。振動体１の少なくとも一方の面（圧電素子２との固着面）は、非導電性のめっき、または塗装によって被覆されている。
【００２７】
圧電素子２は、図１および図２に示すように、内径寸法が振動体１の内径よりも小さく形成された円環状の圧電体２０を有し、圧電体２０の表面には、複数の駆動電極２３がニッケル材の蒸着によって形成されている。各駆動電極２３は、圧電体２０の表面において、振動体１を励振する駆動モードの次数の４倍の数で円周を略等分割された領域のそれぞれに形成された扇型の電極である。また、表面の各駆動電極２３の端部には、それぞれ、所定の角度で斜めに圧電素子２の内径部の所定位置へ向けて延びるリード部２４が接続されている。具体的には、各リード部２４は、それぞれ、対応する駆動電極２３から左回り方向の隣の駆動電極２３の中央位置に対応する内径部の位置に向けて延びるように形成されている。各リード部２４は、各駆動電極２３と同時に蒸着によって形成されたものである。
【００２８】
また、圧電体２０の裏面（振動体１との固着面）には、表面の駆動電極２３と同じパターンの駆動電極（図示せず）およびリード部（図２中に破線で示す）が形成されており、裏面の駆動電極のそれぞれは、表面の駆動電極のそれぞれと対向するように配置されている。
【００２９】
圧電体２０の表面の駆動電極２３のそれぞれのリード部２４は、圧電体２０の内周部に形成された対応する連結部２５を経て、裏面の対応する駆動電極のリード部と電気的に接続され、表面の各駆動電極２３は、それぞれ、表面からみて左回りに１つおきの裏面の駆動電極と電気的に接続される。これは、駆動振動の半波長だけ離れた表面の駆動電極と裏面の駆動電極が電気的に接続されることになり、同位相で対向する表面の駆動電極と裏面の駆動電極には互いに時間位相が反転された駆動電圧が印加されることになる。
【００３０】
表面および裏面の各駆動電極２３および各リード部２４が蒸着された後に、表裏の駆動電極間に同一極性の分極処理が行われる。また、連結部２５は、圧電素子２の分極処理後に導電性の塗料を印刷により塗布することによって、形成されたものである。
【００３１】
圧電体２０の表面には、フレキシブルプリント基板が接着などにより貼り付けられ、フレキシブルプリント基板から表面の各駆動電極２３に対して４相の電圧が供給される。これにより、対応するリード部２４、連結部２５を介して裏面の駆動電極にも電圧が供給される。
【００３２】
上記構成を有する圧電素子２には、図３に示すように、電源電圧の２倍の駆動電圧を圧電素子に印加することが可能となり、他の構成を変えることなく出力を倍増することができる。具体的には、図１７（ａ）に示すように、駆動振動の進行方向に沿って配置された駆動電極にＡ（＋），Ａ（−），Ｂ（＋），Ｂ（−）の順となる駆動信号を印加すると、Ａ（＋）なる駆動信号が供給された駆動電極の裏側の駆動電極にはＡ（−）なる駆動信号が印加され、Ｂ（＋）なる駆動信号が供給された駆動電極の裏側の駆動電極にはＢ（−）なる駆動信号が印加される。よって、本実施の形態の振動子を振動源として用いれば、圧電素子２の分極方向（厚み方向）に印加される電圧が大きくなり、出力が大きく、小型で安価な振動波駆動装置を得ることができる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、振動体１の圧電素子２との固着面が非導電性のめっき、または塗装によって被覆されているが、圧電素子２の固着面側に同様な被覆を施すようにしてもよい。この場合は、導電性塗料で表裏の接続を行った後に裏面全面に被覆するか、または駆動電極のある範囲内のみを被覆し、振動体１の接合面内径がリード部にかからないようにすればよい。
【００３４】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図４を参照しながら説明する。図４は本発明の第２の実施の形態に係る振動子の圧電素子の表裏のそれぞれを示す平面図、図５は図４の圧電素子における連結部の構成を示す縦断面図である。
【００３５】
本実施の形態においては、図４（ａ），（ｂ）に示すように、上記第１の実施の形態と同様に、圧電体２０の表面の各駆動電極２３のリード部２４が、それぞれ、対応する駆動電極２３から左回り方向の隣の駆動電極２３の中央位置に対応する内径部の位置に向けて延びるように形成されている。表面の各リード部２４には、それぞれ、裏面の対応するリード部と電気的に接続するための連結部２５（スルーホール）が形成されている。各連結部２５は、対応するリード部２４の内径側先端位置に設けられている。各連結部２５は、図５に示すように、そのリード部２４の内径側先端位置に対応する圧電体２０の位置に設けられた貫通孔２６の内周面に付着された電極材により形成されている。
【００３６】
圧電体２０は、電極パターンの蒸着前に、予め全面を厚み方向の一方向に分極処理されている。圧電体２０の表裏の駆動電極２３およびリード部２４の蒸着時には、貫通孔２６がマスクされないため、貫通孔２６内部に電極材が入り、その内周面に電極材が付着する。そして、圧電体２０の裏面と表面の蒸着工程で、貫通孔２６内部の蒸着膜がつながって連結部２５が形成され、表裏の駆動電極が電気的に接続される。
【００３７】
蒸着工程は、裏面を全面マスクして表面をマスクパターンによって蒸着し、次に逆の工程を実施するように工程を分けても、両面をマスクパターンで蒸着して一工程で行ってもよい。
【００３８】
このように、本実施の形態では、表裏面の駆動電極の接続に特別な作業を必要とせず、通常の蒸着工程で行うことができるので、生産性がよく、安価に製造を行うことが可能となる。
【００３９】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について図６を参照しながら説明する。図６は本発明の第３の実施の形態に係る振動子の圧電素子を示す平面図、図７は図６の圧電素子における連結部を示す縦断面図である。
【００４０】
上記第２の実施の形態の構成においては、貫通孔の径が小さいと、貫通孔内部には電極材が入りにくくなり、圧電素子の表裏面より蒸着膜が形成し難くなる。この場合には、駆動電極を通常よりも厚く形成することにより、貫通孔での導通を確実にする必要がある。そのため、本実施の形態では、駆動電極の蒸着後に貫通孔に導電性材料を充填することにより、確実に表裏の駆動電極を接続するようにする。
【００４１】
本実施の形態においては、図６に示すように、上記第１の実施の形態と同様に、圧電体２０の表面の各駆動電極２３のリード部２４が、それぞれ、対応する駆動電極２３から左回り方向の隣の駆動電極２３の中央位置に対応する内径部の位置に向けて延びるように形成されている。表面の各リード部２４には、それぞれ、裏面の対応するリード部と電気的に接続するための連結部２７が形成されている。各連結部２７は、対応するリード部２４の内径側先端位置に設けられている。各連結部２７は、図７に示すように、そのリード部２４の内径側先端位置に対応する圧電体２０の位置に設けられた貫通孔に充填された導電性材により形成されている。この導電性材としては、導電性塗料が用いられる。また、導電性材を充填することに代えて、導電性の金属材料を埋め込むようにしてもよい。
【００４２】
また、貫通孔が圧電体の表裏を導通させない条件で、未分極の圧電素子に蒸着処理を施した後に分極処理を行い、貫通孔に金属材料や導電性塗料を充填して連結部を形成するようにしてもよい。
【００４３】
このように、本実施の形態によれば、圧電体の表裏の駆動電極間の接続を確実にすることができる。また、貫通孔を小さくすることが可能になるので、圧電体が大きくなることを抑制することができ、圧電体を構成する圧電材料の使用量が低減され、ひいては製造コストを低下させることができる。
【００４４】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について図８を参照しながら説明する。図８は本発明の第４の実施の形態に係る振動子の圧電素子の表裏をそれぞれ示す平面図である。
【００４５】
本実施の形態においては、図８（ａ），（ｂ）に示すように、圧電体２０の表面および裏面の各駆動電極２３にリード部２４がそれぞれ設けられ、表面の各駆動電極２３のうち、印加される駆動電圧の４相に対応する４つの駆動電極２３のリード部２４のみが、連結部２５を介して裏面の対応するリード部２４に接続されている。そして、表面の４つの駆動電極２３のみが、連結部２５を介して、それぞれ、表面からみて左回りに１つおきの裏面の駆動電極２３と電気的に接続される。
【００４６】
表面の各駆動電極２３には、それぞれ、フレキシブルプリント基板に接続され、フレキシブルプリント基板から駆動電圧が印加される。圧電体２０の裏面においては、表面の４つの駆動電極にそれぞれ接続されている駆動電極のリード部とそれに対応する駆動電極（３つおきの電極）のリード部とが、それぞれ、フレキシブルプリント基板や、導電ペーストなどの配線を用いて接続され、裏面の全ての駆動電極に駆動電圧が印加される。
【００４７】
上記第２および第３の実施の形態のように、全ての駆動電極に対する連結部を構成するための貫通孔を設ける場合は、クラックを避けるために連結部間の間隔を十分に取る必要があるので、圧電体２０の平面的な大きさが大きくなる傾向があるが、本実施の形態のように貫通孔すなわち連結部の数を最小限の数にすることによって、圧電体の平面的な大きさを小さくすることが可能になるなど、設計の自由度を増すことができる。
【００４８】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について図９および図１０を参照しながら説明する。図９は本発明の第５の実施の形態に係る振動子の主要部を示す縦断面図、図１０は図９の振動子に代わる振動子の主要部を示す縦断面図である。
【００４９】
上述した各実施の形態においては、振動体に非導電性の皮膜が設けられ、この皮膜により圧電素子の裏面の電極との絶縁が行われている。これに対し、本実施の形態は、振動体と圧電素子の間にギャップを設け、該ギャップに接着剤を充填することにより、振動体と圧電素子の裏面とを絶縁する構成を採用する。
【００５０】
具体的には、図９に示すように、振動体１に、その外縁部に沿って延び、圧電素子２側に向けて突出する突起部１ａが形成されている。上記突起部１ａは、振動体１と圧電素子２の裏面との間には、ギャップが形成されるように、圧電素子２の裏面における駆動電極の形成部位より外側に位置する部位に突き当てられている。振動体１と圧電素子２の裏面との間のギャップには、充填された接着剤により接着剤層９が形成されており、この接着剤層９により振動体１と圧電素子２とが固着される。
【００５１】
このように、本実施の形態によれば、振動体１に特別な表面処理を施すことなく、圧電素子２の電極との絶縁が可能になる。
【００５２】
また、上記構成に代えて、図１０に示すように、振動体１に、その外縁部に沿って延び、圧電素子２側に向けて突出する突起部１ａと、その内縁部に沿って延び、圧電素子２側に向けて突出する突起部１ｂが形成された構成を用いることも可能である。この構成の場合、圧電素子２は、振動体１の内外径に一致する内外径を有し、その外縁部が上記突起部１ａに突き当てられ、その内縁部は上記突起部１ｂに突き当てられている。これにより、振動体１と圧電素子２の裏面との間には、ギャップが形成され、該ギャップには、充填された接着剤により接着剤層９が形成されている。この接着剤層９は、圧電素子２の裏面上の駆動電極およびリード部を覆うとともに、振動体１と圧電素子２とを固着する。
【００５３】
このように構成されたことにより、圧電素子２の一部分が振動体１からはみ出すことがなく、はみ出した一部分が振動することによって発生する異音をなくすことが可能になる。
【００５４】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について図１１を参照しながら説明する。図１１は本発明の第６の実施の形態に係る振動子の主要部を示す縦断面図である。
【００５５】
本実施の形態は、図１１に示すように、振動体１と圧電素子２の裏面との間にガラス材のシート１０が挟み込まれ、振動体１とシート１０、およびシート１０と圧電素子２は、ともに接着剤により、一体的に固着されている。
【００５６】
ここで、ガラス材のシート１０は、厚み精度がよく、薄く製造することができるものであるので、このようなシート１０を用いることによって、研磨して得られる振動体１の接合面の平面度を維持しながら、組み立てを行うことが可能になる。よって、振動子の平面度が維持されるとともに、接合時の圧電素子２の歪が少なくなり、圧電素子２の接合時の割れやクラックを少なくすることができる。
【００５７】
（第７の実施の形態）
次に、本発明の第７の実施の形態について図１２を参照しながら説明する。図１２は本発明の第７の実施の形態に係る振動子の主要部を示す縦断面図である。
【００５８】
振動体の材料としては、機械的損失が少ないものがよく、ガラスやセラミック、複合樹脂材料などを用いることができる。
【００５９】
本実施の形態は、図１２に示すように、振動体１をセラミックで構成することによって圧電素子２の裏面の駆動電極との絶縁を行う構成を採用する。また、振動体１の全てをセラミックで構成することに代えて、振動体１の一部をセラミックで構成し、他の部分例えば櫛歯状突起部１１をステンレスや複合樹脂で構成することによって、櫛歯状突起部１１を摩擦部材として兼ねるように構成することも可能である。
【００６０】
（第８の実施の形態）
次に、本発明の第８の実施の形態について図１３および図１４を参照しながら説明する。図１３は本発明の第８の実施の形態に係る振動子の圧電素子を示す平面図、図１４は図１３の圧電素子の表面および裏面を示す平面図である。
【００６１】
本実施の形態の圧電素子２においては、図１３に示す電極パターンが形成される前に、厚み方向の分極処理が施されている圧電体２０が用いられている。ここで、図中の破線は、裏面のリード部を示す。
【００６２】
圧電体２０の表面には、図１４（ａ）に示すように、複数の電極Ａ，Ｂ，Ｇが形成されている。また、裏面にも、図１４（ｂ）に示すように、複数の電極Ａ，Ｂ，Ｇが形成されている。ここで、各電極Ｇは、表面内で接続された隣り合う電極からなる共通電極であり、同一面内の接続は、駆動電極形成のための蒸着処理と同時にその蒸着処理によって行われる。表面の各電極Ｇ（共通電極Ｇ）は、一方向に隣接した２つの駆動電極Ａ，Ｂに対向する裏面の共通電極Ｇと連結部２５によって接続されている。ここで、連結部２５は、圧電体２０に形成された貫通孔の内面に蒸着により形成された導電性皮膜からなり、表面および裏面の共通電極Ｇを電気的に接続する。表面の共通電極Ｇの位置に対応する裏面の位置には、２相の駆動電極Ａ，Ｂがそれぞれ隣り合って設けられている。
【００６３】
圧電素子２は、振動体１（図示せず）と絶縁状態で接合されている。圧電素子２の表面には、図１４に示す２相の駆動電極Ａ，Ｂと共通電極Ｇにそれぞれ対応するようにフレキシブルプリント基板が接合され、駆動電極Ａ，Ｂと共通電極Ｇとの間に、それぞれπ／２（rad）位相が異なる交番電圧が印加される。このとき、各駆動電極Ａ，Ｂに対応する領域の厚み方向の電界は、順にπ／２（rad）位相が異なる電界となるため、振動体１に進行性の振動を励起することができる。
【００６４】
この結果、圧電素子２の全域は同一方向に分極されているが、２相の駆動電源によって振動を励起することができるので、駆動電源を簡略化することができ、より高電圧化を図ることができる。
【００６５】
（第９の実施の形態）
次に、本発明の第９の実施の形態について図１５を参照ながら説明する。図１５は本発明の第９の実施の形態に係る振動子の圧電素子の表面および裏面を示す平面図である。
【００６６】
上記第８の実施の形態においては、共通電極Ｇが、電気的に接続された隣り合う２つの電極から構成されているが、本実施の形態においては、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、上記隣り合う２つの共通電極が合体されて１つの共通電極として構成されている。この構成により、共通電極間の接続を確実にすることができるとともに、接続用パターンを設けるスペースが不要になるため、圧電体２を構成する圧電材料の使用量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振動子の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の圧電素子２を示す平面図である。
【図３】図１の振動子に対する電源電圧と圧電素子の表裏の駆動電極間の電位差を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る振動子の圧電素子の表裏のそれぞれを示す平面図である。
【図５】図４の圧電素子における連結部の構成を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る振動子の圧電素子を示す平面図である。
【図７】図６の圧電素子における連結部を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る振動子の圧電素子の表裏をそれぞれ示す平面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る振動子の主要部を示す縦断面図である。
【図１０】図９の振動子に代わる振動子の主要部を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第６の実施の形態に係る振動子の主要部を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係る振動子の主要部を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の第８の実施の形態に係る振動子の圧電素子を示す平面図である。
【図１４】図１３の圧電素子の表面および裏面を示す平面図である。
【図１５】本発明の第９の実施の形態に係る振動子の圧電素子の表面および裏面を示す平面図である。
【図１６】従来の振動波モータの構成を示す縦断面図である。
【図１７】図１６の圧電素子２の表面および裏面図である。
【図１８】図１７の圧電素子２を駆動するための駆動電圧の波形図である。
【図１９】従来の他の圧電素子の表面および裏面を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  振動子
１ａ  突起部
２  圧電素子
３  摩擦部材
９  突起
１０  ガラスシート
２０  圧電体
２３  駆動電極
２４  リード部
２５，２７  連結部
２６  貫通孔
【図１】
2005223968.tif 000003
【図２】
2005223968.tif 000004
【図３】
2005223968.tif 000005
【図４】
2005223968.tif 000006
【図５】
2005223968.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005223968.tif 000009
【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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