JP6451657B2

JP6451657B2 - 圧電アクチュエータ

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Publication number: JP6451657B2
Application number: JP2016016209A
Authority: JP
Inventors: 里志小澤; 宏治谷脇; 俊樹丸山; 明丈武田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2036-01-29
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Description

本発明は、対象部材を駆動する圧電アクチュエータに関する。

圧電アクチュエータは、圧電効果および逆圧電効果を利用し、機械的な変位と電気的な変位とを相互に変換する圧電素子の特性を利用するアクチュエータであり、対象物に直線的な変位を与えるリニアアクチュエータ等として様々な分野で利用されている。

圧電アクチュエータにより得られる機械的変位は比較的微小であるため、アクチュエータは、たとえばカメラ等のレンズ駆動用等として、精密かつ正確な制御が要求される用途に対して好適に利用される。また、このような圧電アクチュエータに含まれる圧電素子に対しては、圧電素子の側面に形成された外部電極に固定された配線部を介して、電力が供給される（特許文献１参照）。

特開２００８−１９９７７３号

しかしながら、近年のカメラモジュール又はレンズモジュール等の小型化に伴い、圧電アクチュエータが小型化されたため、圧電素子の側面（積層方向に沿う面）に配線を固定する従来のアクチュエータでは、配線を固定する固定部の影響により圧電素子の変位が影響を受けるという問題が生じている。すなわち、圧電素子の側面は大きな変位を生じる側面であるため、この部分に固定部が配置されると圧電素子の変位が抑制されたり、また、固定部が圧電素子の両面に固定されるような場合は、固定部の微小な位置ずれにより圧電素子の変位方向に傾きが発生したりする問題が生じている。

このような問題に対する一つの解決策としては、例えば圧電素子の側面であっても、内部電極層が形成されていない素子部分に配線部を固定する対応が考えられる。しかしながら、このような対応を行うためには、内部電極層が形成されていない素子部分を大きくする必要があり、小型化の要望に対して十分に応えることが難しい。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、小型でありながら、圧電素子の変位を阻害し難い配線部の固定構造を有する圧電アクチュエータを提供する。

上記目的を達成するために、本発明に係る圧電アクチュエータは、
表面に一対の外部電極が形成されており、前記外部電極に電気的に接続される内部電極層が圧電体層を挟んで交互に積層されており、前記表面の一部であって積層方向の端面である素子端面に前記外部電極の一部が設けられている圧電素子と、
前記圧電素子における前記素子端面側に接続されるシャフト及び錘のいずれか一方からなる接続部材と、
前記圧電素子における前記素子端面に対向する端面である第１端面側に接続される前記シャフト及び前記錘のいずれか他方と、
一対の前記外部電極に対応する一対の導体部を有する配線部と、
前記素子端面が前記配線部を挟んで前記接続部材に対向し、かつ、前記外部電極に対して前記導体部が電気的に接続されるように、前記圧電素子、前記接続部材及び前記配線部を固定する樹脂部と、を有する。

本発明に係る圧電アクチュエータは、外部電極の一部が素子端面に形成されており、その素子端面に配線部の導体部が電気的に接続されているため、配線部の固定構造が圧電素子の側面に設けられる従来技術に比べて、固定部が素子の変位を阻害し難い。また、素子端面が配線部を挟んでシャフト及び錘のいずれか一方からなる接続部材に対向しており、圧電素子の素子端面側に、圧電素子に固定される配線部及び接続部材を重ねた構造となっているため、一方の配線部を側面に固定し、一方の配線部を端面に固定する従来の圧電アクチュエータに比べて製造が容易である。なお、素子端面側に接続されるのは、駆動するシャフトであっても、慣性体としての錘であってもよいが、素子端面側に接続されなかった他方は、圧電素子における素子端面に対向する端面である第１端面側に接続される。

また、例えば、前記素子端面において、前記外部電極は、前記素子端面における一対の対辺に沿って形成されていてもよく、
また、一方の前記外部電極は、前記素子端面における一対の対辺における一方から他方側へ向かって延びており、他方の前記外部電極は一対の前記対辺における他方から一方側へ向かって延びていてもよい。

また、このような外部電極は、一対の外部電極相互の絶縁性を保ちつつ、側面から端面へ繋がる外部電極を好適に形成できる。

また、例えば、前記配線部は、一対の前記導体部を被覆する絶縁性の被覆部を有するフレキシブルプリント回路基板であってもよく、
前記被覆部には、一対の前記導体部の間を前記樹脂部が前記積層方向に通る抜け部が形成されていてもよい。

樹脂が通る抜け部が形成されていることにより、樹脂による素子端面と接続部材との接合力を強めることが可能であり、また、一対の導体部間の絶縁特性を高めることができる。

また、例えば、前記配線部は、一対の前記導体部を被覆する絶縁性の被覆部を有するフレキシブルプリント回路基板であってもよく、
前記素子端面の全体が、前記配線部に対向していてもよい。

素子端面の全体が配線部に対向していることにより、素子端面と配線部との接合力を強めることが可能である。

また、例えば、前記配線部は、一対の前記導体部を被覆する絶縁性の被覆部を有するフレキシブルプリント回路基板であってもよく、
前記積層方向及び前記導体部の延在方向に垂直な幅方向に関する前記配線部の長さは、前記幅方向に関する前記素子端面の長さより短くてもよい。

配線部の幅方向の長さを素子端面のそれより短くすることにより、樹脂部を配線部の外側に回り込ませて素子端面と接続部材とを接続することが容易となるため、このような圧電アクチュエータは、樹脂部による固定信頼性を向上させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電アクチュエータを示す概念図である。図２（ａ）は、図１における圧電アクチュエータの圧電素子の部分断面図であり、図２（ｂ）は圧電素子の素子端面を表す図である。図３は、図１に示す圧電アクチュエータの分解図である。図４は、図１に示す圧電アクチュエータの部分断面図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエータを示す概念図である。図６は、図５に示す圧電アクチュエータの部分断面図である。図７は、図５に示す圧電アクチュエータの素子端面及び配線部の配置を表す図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１及び第２変形例に係る圧電アクチュエータの素子端面及び配線部の配置を表す図である。図９は、第３変形例に係る圧電アクチュエータの素子端面及び配線部の配置を表す図である。図１０は、第４変形例に係る圧電アクチュエータの素子端面及び配線部の配置を表す図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電アクチュエータ１０を示す概念図である。圧電アクチュエータ１０は、圧電素子２０、シャフト１２、接続部１４、配線部３０、錘４０及び樹脂部５０を有する。

圧電素子２０は、略矩形の外形状を有している。圧電素子２０の表面には一対の外部電極としての第１外部電極２４ａ及び第２外部電極２４ｂが形成されている。また、圧電素子２０では、第１外部電極２４ａに接続される内部電極層２２ａ及び第２外部電極２４ｂに接続される内部電極層２２ｂが、圧電体層２６を挟んで交互に積層されている。

圧電素子２０の表面には、積層方向（Ｚ軸方向）に沿って延びる４つの側面と、積層方向の２つの端面（端面は、積層方向に垂直な方向に延びている）とが含まれる。なお、圧電アクチュエータ１０の説明では、積層方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な方向であって、後述する第１及び第２導体部３２ａ、３２ｂの延在方向をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向として説明を行う。

第１外部電極２４ａは、積層方向（Ｚ軸方向）に沿って延びる第１側面２０ａに形成されている。また、第２外部電極２４ｂは、第１側面２０ａとは反対方向を向く第２側面２０ｂに形成されている。圧電素子２０の断面図である図２（ａ）に示すように、第１外部電極２４ａは、第１側面２０ａから第２端面２０ｆまで延びており、第１外部電極２４ａの一部である第１外部電極端面部２４ａａは、圧電素子２０の表面の一部であって積層方向の端面である素子端面としての第２端面２０ｆに設けられている。また、第２外部電極２４ｂは、第２側面２０ｂから第２端面２０ｆまで延びており、第２外部電極２４ｂの一部である第２外部電極端面部２４ｂａは、第１外部電極端面部２４ａａと同様に、第２端面２０ｆに設けられている。

図２に示すように、圧電素子２０の第２端面２０ｆには、第１外部電極端面部２４ａａと、第２外部電極端面部２４ｂａとが、所定の間隔をあけて形成されている。第１外部電極端面部２４ａａを含む第１外部電極２４ａと、第２外部電極端面部２４ｂａを含む第２外部電極２４ｂとは、互いに絶縁されている。第２端面２０ｆにおいて、外部電極端面部２４ａａ、２４ｂａは、第２端面２０ｆにおける一対の対辺２０ｆａ、２０ｆｂに沿って形成されている。

すなわち、第１外部電極端面部２４ａａは、一対の対辺２０ｆａ、２０ｆｂのうち第２端面２０ｆと第１側面２０ａとの間にある一方の対辺２０ｆａに沿って形成されている。また、第２外部電極端面部２４ｂａは、一対の対辺２０ｆａ、２０ｆｂのうち第２端面２０ｆと第２側面２０ｂとの間にある他方の対辺２０ｆｂに沿って形成されている。

圧電素子２０における圧電体層２６の厚みは、特に制限されないが、好ましくは５〜５０μｍ程度である。また、圧電体層２６の材質は、圧電効果あるいは逆圧電効果を示す材料であれば、特に制限されず、たとえば、ＰｂＺｒ_ｘＴｉ_１−ｘＯ_３、ＢａＴｉＯ_３などが挙げられる。また、特性向上等のための成分が含有されていてもよく、その含有量は、所望の特性に応じて適宜決定すればよい。

内部電極２２ａ、２２ｂを構成する導電材としては、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ等の貴金属およびこれらの合金（Ａｇ−Ｐｄなど）、あるいはＣｕ、Ｎｉ等の卑金属およびこれらの合金などが挙げられるが、特に限定されない。第１外部電極２４ａ及び第２外部電極２４ｂを構成する導電材料も特に限定されず、内部電極を構成する導電材と同様の材料を用いることができる。なお、さらに、第１外部電極２４ａ及び第２外部電極２４ｂの外側には、上記各種金属のメッキ層やスパッタ層が形成してあってもよい。

図１に示すように、圧電素子２０の第１端面２０ｅ側には、シャフト１２が接続部１４を介して連結されている。例えば、圧電アクチュエータ１０がレンズ駆動モジュールとして使用される場合、シャフト１２には、図示しない移動部材が、移動自在に係合される。移動部材は光学系等を保持しており、移動部材及びこれに保持される光学系は、圧電アクチュエータ１０の駆動力により、シャフト１２に沿ってＺ軸方向に変位することができる。

シャフト１２の材質は特に限定されないが、例えば金属やカーボン若しくは樹脂等を採用することができる。また、接続部１４の材質も、シャフト１２と圧電素子２０とを連結するものであれば特に限定されず、たとえば接着剤が硬化した接着剤硬化層等が例示される。

図１に示すように、圧電素子２０の第２端面２０ｆ側には、接続部材としての錘４０が接続される。錘４０は、第１端面２０ｅ側に連結されるシャフト１２に変位を与えるための慣性体として機能する。錘４０の材質は特に限定されないが、例えば、タングステンのような比較的比重の大きい金属材料やこのような金属を含む合金等を採用することができる。

また、図１に示すように、圧電素子２０の第２端面２０ｆには、配線部３０が固定されている。配線部３０は、一対の外部電極２４ａ、２４ｂに対応する一対の導体部である第１導体部３２ａ及び第２導体部３２ｂを有している。

分解図であって樹脂部５０を図示省略した図３に示すように、配線部３０は、第１外部電極２４ａに電気的に接続する第１導体部３２ａと、第２外部電極２４ｂに電気的に接続する第２導体部３２ｂと、第１導体部３２ａと第２導体部３２ｂとを被覆する絶縁性の被覆部３４を有するフレキシブルプリント回路基板である。第１導体部３２ａ及び第２導体部３２ｂは、被覆部３４に両面を被覆された状態で、互いに略平行に延びている。配線部３０は、被覆部３４から第１導体部３２ａが露出している第１導体露出部３２ａａと、被覆部３４から第２導体部３２ｂが露出している第２導体露出部３２ｂａとを有している。

断面図である図４に示すように、第１導体露出部３２ａａは第１外部電極端面部２４ａａに対向し、第２導体露出部３２ｂａは第２外部電極端面部２４ｂａに対向するように配置されている。また、被覆部３４には、第１導体露出部３２ａａと第２導体露出部３２ｂａとの間を樹脂部５０が積層方向に通る抜け部３４ａが形成されている。

配線部３０における第１導体部３２ａ及び第２導体部３２ｂの材質としては、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ等の貴金属およびこれらの合金（Ａｇ−Ｐｄなど）、あるいはＣｕ、Ｎｉ等の卑金属およびこれらの合金などが挙げられるが、特に限定されない。また、配線部３０における被覆部３４の材質としては、たとえば、ポリイミド等が挙げられるが、特に限定されない。

図４に示すように、樹脂部５０は、圧電素子２０、錘４０及び配線部３０を互いに固定する。樹脂部５０は、第２端面２０ｆが配線部３０を挟んで錘４０に対向し、かつ、第１外部電極２４ａと第２外部電極２４ｂに対して第１導体部３２ａと第２導体部３２ｂとがそれぞれ電気的に接続されるように、圧電素子２０、錘４０及び配線部３０を固定している。

樹脂部５０は、配線部３０と錘４０との間及び第２樹脂部５４の周辺を取り囲むように配置される第１樹脂部５２と、第２端面２０ｆと配線部３０との間に形成される第２樹脂部５４とを有している。第２樹脂部５４は、熱硬化性樹脂に微細な金属粒子が混合された異方性導電膜（Anisotropic Conductive Film）で構成されており、絶縁性を奏する第２樹脂絶縁部５４ａと、導電性を奏する第２樹脂導電部５４ｂとを有している。

第２樹脂導電部５４ｂは、第２端面２０ｆにおける第１及び第２外部電極端面部２４ａａ、２４ｂａと、配線部３０における第１及び第２導体露出部３２ａａ、３２ｂａとの間に挟まれた領域に形成されている。したがって、第１外部電極端面部２４ａａと第１導体露出部３２ａａ、第２外部電極端面部２４ｂａと第２導体露出部３２ｂａは、それぞれ第２樹脂導電部５４ｂを介して電気的及び物理的に接続されている。第２樹脂絶縁部５４ａは、２つの第２樹脂導電部５４ｂを互いに絶縁するように、少なくとも２つの第２樹脂導電部５４ｂの間に配置されている。

第１樹脂部５２は、熱硬化性樹脂等で構成され、絶縁性を奏する。ただし、圧電素子２０の駆動に支障がない程度に、第１外部電極２４ａと第２外部電極２４ｂとの絶縁性が確保されるのであれば、第１樹脂部５２には金属粒子等のフィラーが含まれていてもよい。第１樹脂部５２は、錘４０及び配線部３０だけでなく、第２樹脂部５４、第１外部電極２４ａ及び第２外部電極２４ｂにも接触している。したがって、第１樹脂部５２は、配線部３０と錘４０とを接合しているだけではなく、圧電素子２０と錘４０とを接合しており、さらに、第２樹脂部５４と伴に圧電素子２０と配線部３０とを接合する作用も奏する。

圧電アクチュエータ１０は、図示しない駆動回路から、配線部３０を介して第１外部電極２４ａ及び第２外部電極２４ｂに電力が供給され、圧電体層２６に電歪を生じさせる電圧が印加されることによって駆動される。

図１〜図４に示す圧電アクチュエータ１０は、たとえば以下のような方法で製造される。

圧電アクチュエータ１０の製造方法では、まず、圧電素子２０を準備する。圧電素子２０は、焼成後に内部電極層２２ａ、２２ｂとなる所定パターンの内部電極ペースト膜が形成されたグリーンシートと、内部電極ペースト膜を持たないグリーンシートとを、用意する。

グリーンシートは、例えば以下のような方法で作製される。まず、圧電体層２６を構成する材料の原料を湿式混合等の手段によって均一に混合した後、乾燥させる。次に、適切に選定された焼成条件で仮焼成し、仮焼粉を湿式粉砕する。そして、粉砕された仮焼粉末にバインダを加えてスラリー化する。次に、スラリーをドクターブレード法またはスクリーン印刷法等の手段によってシート化し、その後に乾燥させて、内部電極ペースト膜を持たないグリーンシートを得る。さらに、上述した導電材を含む内部電極ペーストを、印刷法等の手段により、グリーンシートの上に塗布することで、所定パターンの内部電極ペースト膜が形成されたグリーンシートが得られる。なお、圧電体層２６を構成する材料の原料には、不可避的不純物が含まれていてもよい。

各グリーンシートを準備した後、準備したグリーンシートを重ね合わせ、圧力を加えて圧着し、乾燥工程等の必要な工程を経た後、切断し、グリーンの素子本体の集合体を得る。

次に、得られた積層体を所定条件で焼成して焼結体を得た後、ダイシングソー等を用いて該焼結体を切断する。さらに、焼結体における第１側面２０ａ、第２側面２０ｂ及び第２端面２０ｆに相当する部分に、第１外部電極２４ａおよび第２外部電極２４ｂを形成し、この電極に直流電圧を印加して圧電体層２６の分極処理を行うことにより、圧電素子２０が得られる（図１参照）。なお、得られた圧電素子２０にバレル研磨を行って、圧電素子２０の角部および稜線部をＲ面加工しておくことも好ましい。

次に、圧電素子２０の第２端面２０ｆに、配線部３０と錘４０とを、樹脂部５０を介して固定する。この工程では、まず、第２端面２０ｆが上を向くように圧電素子２０を設置し、第２端面２０ｆに対して、硬化後に第２樹脂部５４となる異方性導電膜を形成した後、異方性導電膜を形成した第２端面２０ｆの上に、配線部３０を設置する。さらに、配線部３０の上に、又は錘４０における配線部３０との対向面に、硬化後に第２樹脂層となる接着性のドライフィルム等を設置し、間に配線部３０を挟んだ状態で錘４０を第２端面２０ｆに向かって加圧するとともに、熱硬化性接着剤を硬化させるために加熱する。

そうすると、図４に示すように、圧電素子２０、錘４０及び配線部３０を固定する樹脂部５０が形成されると同時に、第１外部電極端面部２４ａａ、第２外部電極端面部２４ｂａを、それぞれ第１導体露出部３２ａａ、第２導体露出部３２ｂａに対して電気的に接続する第２樹脂導電部５４ｂが形成される。この際、図４に示すように、被覆部３４に抜け部３４ａが形成されているため、第１導体露出部３２ａａと第２導体露出部３２ｂａの間に位置する異方性導電膜に作用する圧力が低減される。したがって、被覆部３４に形成された抜け部３４ａは、第１導体露出部３２ａａと第２導体露出部３２ｂａの間及び第１外部電極端面部２４ａａと第２外部電極端面部２４ｂａの間の絶縁性の確保に資する。また、配線部３０が第２端面２０ｆと錘４０との間に介在する面積を減少させることができるため、樹脂部５０による圧電素子２０と錘４０との結合力を高めることができる。

最後に、圧電素子２０の第１端面２０ｅが上を向くように姿勢を変更した後、硬化後に接続部１４となる接着剤を第１端面２０ｅに塗布した後、シャフト１２を接合して接着剤を硬化させることにより、図１に示すような圧電アクチュエータを得る。

このような圧電アクチュエータ１０は、積層方向の端面である第２端面２０ｆに配線部３０を固定しているため、配線部３０を固定する樹脂部５０が圧電素子２０の変位を阻害する問題を低減することができる。また、圧電アクチュエータ１０は、第２端面２０ｆが配線部３０を挟んで錘４０に対向しており、圧電素子２０の第２端面２０ｆ側に、圧電素子２０に固定される配線部３０及び錘４０を重ねた構造となっているため、従来の圧電アクチュエータに比べて製造が容易である。

また、図２（ｂ）に示すように、外部電極端面部２４ａａ、２４ｂａは、第２端面２０ｆにおける一対の対辺２０ｆａ、２０ｆｂに沿って形成されている。このような外部電極端面部２４ａａ、２４ｂａを有する外部電極２４ａ、２４ｂは、第２端面２０ｆにおいて互いの絶縁性を好適に保つことができるとともに、圧電素子２０の側面２０ａ、２０ｂから第２端面２０ｆへ、外部電極２４ａ、２４ｂを容易に連続させることができる。

第２実施形態
図５は、本発明の第２実施形態に係る圧電アクチュエータ１１０を示す概念図である。圧電アクチュエータ１１０は、配線部１３０と樹脂層１５０が圧電アクチュエータ１０とは異なることが、その他は圧電アクチュエータ１０と同様であるため、圧電アクチュエータ１１０については、圧電アクチュエータ１０との相違点のみを説明する。

圧電アクチュエータ１１０の配線部１３０は、２本の分離したリード線で構成される。すなわち、配線部１３０は、導体部１３２ａ及びこれを被覆する絶縁性の被覆部１３４ａからなるリード線と、導体部１３２ｂ及びこれを被覆する絶縁性の被覆部１３４ｂからなるリード線とを有する。なお、導体部１３２ａ、１３２ｂの材質は、第１実施形態で説明した第１及び第２導体部３２ａ、３２ｂと同様であり、また、被覆部１３４ａの材質も特に限定されない。

図７は、圧電アクチュエータ１１０の第２端面２０ｆと、第２端面２０ｆに対する配線部１３０の配置を表す図である。配線部１３０を構成する各リード線は、導体部１３２ａ、１３２ｂが被覆部１３４ａ、１３４ｂから露出する導体露出部１３２ａａ、１３２ｂａを有しており、導体露出部１３２ａａ、１３２ｂａが、第２端面２０ｆに形成された第１及び第２外部電極端面部２４ａａ、２４ｂａに接続されている。

断面図である図６に示すように、樹脂部１５０は、圧電素子２０と錘４０とを固定するとともに、導体露出部１３２ａａ、１３２ｂａを第１及び第２外部電極端面部２４ａａ、２４ｂａに固定する。樹脂部１５０の材質は、第１実施形態で説明した第１樹脂部５２と同様である。図５〜図７に示す圧電アクチュエータ１１０も、図１に示す圧電アクチュエータと同様の効果を奏する。

その他の実施形態
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

たとえば、素子本体の形状は直方体に限定されず、多角柱形状やその他の形状であってもよい。また、第１及び第２外部電極は、対応する第１及び第２内部電極と電気的に接続されていれば、形成される場所は特に制限されず、素子本体の各面において、隣り合う面に形成されていてもよい。さらに、同一面上に極性が同じ外部電極が複数形成されていてもよいし、極性が異なる外部電極が複数形成されていてもよい。また、外部電極と内部電極とは、上述した実施形態のように直接接続されていてもよいが、例えば、圧電素子の内部に形成されたスルーホール等を介して、圧電素子表面の外部電極に対して、内部電極が接続されていてもよい。

また、第１及び第２実施形態に係る圧電アクチュエータ１０、１１０では、配線部３０、１３０を第２端面２０ｆと錘４０との間に配置したが、圧電素子に電力を供給するための配線部は、第１端面２０ｅとシャフト１２との間に配置してもよい。この場合、第１端面２０ｅに外部電極の一部が形成されることにより、第１端面２０ｅが素子端面の役割を果たす。さらに、シャフト１２と第１端面２０ｅとを接合する樹脂部（接続部１４に相当）は、第１端面２０ｅが配線部を挟んでシャフト１２に対向し、かつ、外部電極２４ａ、２４ｂに対して配線部が電気的に接続されるように、圧電素子２０、配線部及びシャフト１２を固定する。

図８（ａ）は、第２端面２０ｆと、リード線における導体露出部２３２ａａ、２３２ｂａとの配置関係の変形例（第１変形例）を表す図であり、図７に示す圧電アクチュエータ１１０の変形例を表している。図８（ａ）に示す変形例では、２本のリード線が、互いの先端が対向する向きになるように、第２端面２０ｆに固定されている。このような配置でも、実施形態と同様の効果を奏する。

図８（ｂ）は、第２端面３２０ｆと、リード線における導体露出部３３２ａａ、３３２ｂａの配置関係の変形例（第２変形例）を表す図であり、図７に示す圧電アクチュエータ１１０の変形例を表している。図８（ｂ）に示す変形例では、第２端面３２０ｆにおいて、第１外部電極端面部３２４ａａは、第２端面３２０ｆにおける一対の対辺３２４ｆａ、３２４ｆｂの一方である対辺３２４ｆａから他方の辺である対辺３２４ｆｂへ向かって延びており、第２外部電極端面部３２４ｂａは、一対の対辺３２４ｆａ、３２４ｆｂの他方である対辺３２４ｆｂから一方の辺である対辺３２４ｆａへ向かって延びている。

また、図８（ｂ）に示す変形例では、導体露出部３３２ａａ、３３２ｂａを有する２本のリード線が、互いの先端が対向する向きになるように、第２端面３２０ｆに固定されている。図８（ｂ）に示すような外部電極端面部３２４ａａ、３２４ｂａを有する外部電極も、図８に示す例と同様に、第２端面３２０ｆにおいて互いの絶縁性を好適に保つことができるとともに、圧電素子の側面から第２端面３２０ｆへ、外部電極を容易に連続させることができる。

図９は、第２端面２０ｆと、フレキシブルプリント基板で構成される配線部４３０との配置関係の変形例（第３変形例）を表す図であり、図３に示す圧電アクチュエータ１０の変形例を表している。図９に示す配線部４３０は、第２端面２０ｆに対して相対的に幅が広く、図３に示すような抜け部３４ａに相当する構成も持たないため、第２端面２０ｆ全体が配線部４３０に対向している。

図９に示す変形例では、第２端面２０ｆと配線部４３０との対向面積が広いため、第２端面２０ｆと配線部４３０との接合力を強めることが可能である。

図１０は、第２端面２０ｆと、フレキシブルプリント基板で構成される配線部５３０との配置関係の変形例（第４変形例）を表す図であり、図３に示す圧電アクチュエータ１０の変形例を表している。図１０に示す配線部４３０は、積層方向（Ｚ軸方向）及び導体部５３２ａ、５３２ｂの延在方向（Ｙ軸方向）に垂直な幅方向（Ｘ軸方向）に関する長さが、第２端面２０ｆのそれより短い。これにより、樹脂部を配線部４３０の外側に回り込ませて、第２端面２０ｆと錘４０とを接続することが容易となるため、このような第４変形例に係る圧電アクチュエータは、樹脂部による固定信頼性を向上させることができる。

１０、１１０…圧電アクチュエータ
１２…シャフト
１４…接続部
２０…圧電素子
２０ａ…第１側面
２０ｂ…第２側面
２０ｅ…第１端面
２０ｆ、３２０ｆ…第２端面
２０ｆａ、３２４ｆａ…一方の対辺
２０ｆｂ、３２４ｆｂ…他方の対辺
２２ａ、２２ｂ…内部電極層
２４ａ…第１外部電極
２４ｂ…第２外部電極
２４ａａ…第１外部電極端面部
２４ｂａ…第２外部電極端面部
２６…圧電体層
３０、４３０、５３０…配線部
３２ａ、１３２ａ、５３２ａ…第１導体部
３２ａａ、１３２ａａ、２３２ａａ、３３２ａａ…第１導体露出部
３２ｂ、１３２ｂ、５３２ｂ…第２導体部
３２ｂａ、１３２ｂａ、２３２ｂａ、３３２ｂａ…第２導体露出部
３４、１３４ａ、１３４ｂ…被覆部
３４ａ…抜け部
４０…錘
５０…樹脂部
５２…第１樹脂部
５４…第２樹脂部
５４ａ…第２樹脂絶縁部
５４ｂ…第２樹脂導電部

Claims

表面に一対の外部電極が形成されており、前記外部電極に電気的に接続される内部電極層が圧電体層を挟んで交互に積層されており、前記表面の一部であって積層方向の端面である素子端面に前記外部電極の一部が設けられている圧電素子と、
前記圧電素子における前記素子端面側に接続される駆動するシャフト及び慣性体としての錘のいずれか一方からなる接続部材と、
前記圧電素子における前記素子端面に対向する端面である第１端面側に接続される前記シャフト及び前記錘のいずれか他方と、
一対の前記外部電極に対応する一対の導体部を有する配線部と、
前記素子端面が前記配線部を挟んで前記接続部材に対向し、かつ、前記外部電極に対して前記導体部が電気的に接続されるように、前記圧電素子、前記接続部材及び前記配線部を固定する樹脂部と、を有する圧電アクチュエータ。
前記素子端面において、前記外部電極は、前記素子端面における一対の対辺に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
前記素子端面において、一方の前記外部電極は、前記素子端面における一対の対辺の一方から他方側へ向かって延びており、他方の前記外部電極は一対の前記対辺の他方から一方側へ向かって延びていることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
前記配線部は、一対の前記導体部を被覆する絶縁性の被覆部を有するフレキシブルプリント回路基板であり、
前記被覆部には、一対の前記導体部の間を前記樹脂部が前記積層方向に通る抜け部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
前記配線部は、一対の前記導体部を被覆する絶縁性の被覆部を有するフレキシブルプリント回路基板であり、
前記素子端面の全体が、前記配線部に対向していることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
前記配線部は、一対の前記導体部を被覆する絶縁性の被覆部を有するフレキシブルプリント回路基板であり、
前記積層方向及び前記導体部の延在方向に垂直な幅方向に関する前記配線部の長さは、前記幅方向に関する前記素子端面の長さより短いことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
前記外部電極は、前記表面の積層方向に沿って延びる側面と、前記素子端面とに跨って設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
前記一対の導体部は、前記素子端面側で、前記一対の外部電極に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。