JP4576185B2 - 超音波振動子 - Google Patents

Description

本発明は、内部電極と圧電素子が積層された構造を有する超音波振動子に係わり、特に特別な電極配線の構成により小型化を可能にした超音波振動子に関する。

近年、電磁型モータに代わる新しいモータとして超音波モータが注目されている。この超音波モータは、従来の電磁型モータに比べて、ａ：ギヤ無しで低速高推力が得られる。ｂ：保持力が大きい。ｃ：ストロークが長く高分解能である。ｄ：静穏性に富んでいる。ｅ：磁気的ノイズを発生せずノイズの影響も受けない、などの利点を有している。

このような利点を有する従来の超音波モータとしては、本出願人によって、超音波振動子を用いた一つの基本形としてのリニア型の超音波モータが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
また、上記の特性を生かし、振動子をレンズ保持部材である鏡枠に一体に設け振動子により固定軸に対して鏡枠を進退させるようにして、超音波モータをカメラの鏡枠の進退移動用の駆動源として用いることが提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
ここで、従来の超音波振動子及び超音波モータの基本構成について説明する。

図９(a),(b) は、従来の超音波モータに用いるための超音波振動子の構成例を説明する図であり、同図(a) は超音波振動子の基本的な要部を示す分解斜視図、同図(b) は組み上がった超音波振動子の正面図である。

同図(b) に示す超音波振動子１は、薄い矩形状の圧電板２が複数枚積層され、同図(a) に示すように、第１の圧電板２ａには上部内部電極３ａ及び下部内部電極３ｂの一対の電極が印刷され、第２の圧電板２ｂには上部内部電極３ｃ及び下部内部電極３ｄの一対の電極が印刷されて、これら第１の圧電板２ａ及び第２の圧電板２ｂが交互に積層された構造を有している。

また、超音波振動子１は、上記第１の圧電板２ａ及び第２の圧電板２ｂの積層の最初と最後、及び中央部には、電極を施されていない圧電板４が絶縁体として挿入され、中央部の圧電板４には、縦振動と屈曲振動の略共通の節となる位置に穴５が設けられている。

上記の上部内部電極３ａ及び下部内部電極３ｂは、超音波振動子１の手前側側面にまで延びて形成され、また上部内部電極３ｃ及び下部内部電極３ｄは、超音波振動子１の奥側側面にまで延びて形成されている。これら圧電板２ａ及び２ｂは、ＰＺＴのグリーンシートに電極を印刷した上で位置決めされ、積層された後、焼成される。

その後、同図(b) に示すように、外部電極６が、超音波振動子１の上部内部電極３ａ及び下部内部電極３ｂが露出した手前側面４箇所に正極として配置され、上部内部電極３ｃ及び下部内部電極３ｄが露出した向う奥側面４箇所に負極として配置される。

そして、リード線７により手前面左上の外部電極６と右下の外部電極６が結線されてＡ相（正極）を構成し、同じく他のリード線７により手前面右上の外部電極６と左下の外部電極６が結線されＢ相（正極）を構成する。なお、図示していないが、超音波振動子１の向う奥の面の４箇所の外部電極６も同様に配線され、Ａ相（負極）とＢ相（負極）を構成している。外部電極Ａ相、Ｂ相にＤＣ電圧を印加することで分極処理される。

また、超音波振動子１下面の、後述する屈曲振動の振幅が、略極大値をとる位置には駆動接触部８が接着され、上面の屈曲振動の振幅が略極大値をとる位置にも駆動接触部８が接着される。以後、同図(b) に示す駆動接触部８が接着され状態のものを超音波振動子１といい、駆動接触部８が無い状態（同図(a) に示す構成が積層されて焼成され外部電極とリード線による配線が完了したもの）を振動子本体１ａということにする。

上記構成の超音波振動子１において、Ａ相とＢ相の外部電極６に位相がπ／２異なる交番電圧を印加すると、上述した駆動接触８の位置に大きな楕円振動を励起することができる。

図１０(a),(b) は、上記の構成において電極への電圧印加により発振駆動される超音波振動子１の振動子本体１ａの超音波楕円振動を模式的に説明する斜視図であり、同図(c) は、同図(b) の２次の屈曲振動を分かり易く振動子本体の輪郭線のみで示す図である。

先ず、図９(b) に示した超音波振動子１のＡ相電極６、６及びＢ相電極６、６に、同位相である共振周波数近傍の交番電圧を印加すると、図１０(a) に示すように、振動子本体１ａには、静止位置８と共振縦振動位置９からなる１次の縦振動が励起される。この場合、振動子本体１ａは主に長手方向に伸縮すると共に、中央部の上下左右の寸法が伸縮する。

また、図９(b) において、上記Ａ相電極６、６及びＢ相電極６、６に、逆位相である共振周波数近傍の交番電圧を印加すると、図１０(b) に示すように、振動子本体１ａには、静止位置１１と共振屈曲振動位置１２からなる２次の屈曲振動が励起される。このとき、振動子本体１ａの各部は主に図の上下方向に振動している。

これらの振動は、有限要素法を用いてコンピュータ解析することにより予想されたものであるが、実際の超音波振動測定の結果でも、それらの予想が実証された。
尚、図１０(c) では、静止位置１１と共振屈曲振動位置１２のほかに、図９(b) に示した振動子本体１ａに配置された上下それぞれ２個の駆動接触部１３の動きを示している。このように、振動子本体１ａから駆動支持体に効率良く動力を伝達するためには、駆動接触部１３は、超音波振動子１の駆動支持体との対向方向の振動が最も高くなる位置又はその近傍に固定されて配置されることが望ましい。

また、図１０(a),(b) には、同図(c) に示す振動の節部となる中央部１４の位置に形成された図９(b) に示した穴５に取り付けられたピン部材１５を示している。
図１１(a),(b) は、位相がπ／２だけ異なる共振周波数近傍の交番電圧を印加したときの超音波振動子１の駆動接触部１３の楕円振動を模式的に示す図である。尚、同図(a),(b) には、駆動接触部１３を板状体１６を介した連結型で示している。また、駆動接触部１３が、板状体１６を介さないそれぞれ単独の駆動接触部である場合も以下に説明する楕円振動の動きは同一である。

図１１(a) は、Ａ相電極６、６が、Ｂ相電極６、６よりも、印加される交番電圧の位相がπ／２だけ進んでいる場合の動作を示しており、振動子本体１ａの底面の駆動接触部１３は反時計回り方向の回転をしており、他方、振動子本体１ａの上面の駆動接触部１３は時計回り方向の回転をしている。

そして、図１１(b) は、Ａ相電極６、６が、Ｂ相電極６、６よりも、印加される交番電圧の位相がπ／２だけ遅れている場合の動作を示しており、振動子本体１ａの底面の駆動接触部１３は時計回り方向の回転をしており、他方、振動子本体１ａの上面の駆動接触部１３は反時計回り方向の回転をしている。

このように、振動子本体１ａの同じ面の駆動接触部１３は同じ向きに回転するような位置に配置し、且つ対向側面の駆動接触部１３は反対向きに回転する位置に配置されることが好ましい。これにより最も効率よく駆動支持体に対する相対的駆動力を取り出すことができるようになる。

図１２は、超音波リニアモータにおける超音波振動子と駆動支持体である二本のシャフトとの係合の基本形を示す図である。尚、同図には、図１１(a),(b) に示した構成と同一構成部分には、図１１(a),(b) で示した構成部分と同一の番号を付与して示している。また、図９(b) に示した外部電極等の図示は省略している。

図１２において、超音波振動子１は、上部の固定シャフト１７−１と下部の可動シャフト１７−２とにより上下から挟持され、可動シャフト１７の両端部は、それぞれ螺旋バネ１８によって下から上に押し付勢されている。

そして、駆動接触部１３と、上下のシャフト１７（１７−１、１７−２）との接触係合部の形状は、丸棒状のガイド軸１７と、駆動接触部１３の凹状の接触部が丸棒状のガイド軸１７の外形に沿った円弧形となっている。

これにより、振動子本体１ａの縦振動と屈曲振動とから合成される楕円振動が、４個の駆動接触部１３を介して超音波振動子１を上下から挟むシャフト１７に作用し、シャフト１７の丸棒状の外形と、超音波振動子１の各駆動接触部１３の凹状の円弧形の接触面とによるガイドに従って、超音波振動子１が図面左右方向に進退移動する。

この超音波振動子１には、図１２では図示を省略しているが、側面に図１０(a),(b) に示したピン部材１５が突設されている。上下のシャフト１７（１７−１、１７−２）及び螺旋バネ１８を本体装置で支持し、ピン部材１５を被駆動体に連結することにより、上下のシャフト１７に対する超音波振動子１の進退移動により同方向に被駆動体が進退移動する。

あるいは、ピン部材１５を本体装置で支持し、上下のシャフト１７（１７−１、１７−２）及び螺旋バネ１８の支持部材を被駆動体に連結することにより、超音波振動子１に駆動されて左右に進退移動する上下のシャフト１７によって同方向に、支持部材を介して被駆動体が進退移動する。これが超音波リニアモータの動作原理である。
特開平０７−１６３１６２号公報（段落［００３５］〜段落［００４０］、図７、図１８） 特開平０８−１７９１８４号公報（［要約］、図１）

いずれにしても、上記の超音波リニアモータにおいて、超音波振動子は極めて重要な役割を担っている。例えば、超音波モータを、特に小型化が急速に進められているデジタルカメラの鏡枠の進退移動用の駆動源として用いようとする場合には、超音波モータの心臓部である超音波振動子の小型化そのものが急務となる。

本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、特別な電極配線の構成により小型化を可能にした超音波振動子を提供することである。

先ず、第１の発明の超音波振動子は、圧電素子と内部電極が交互に積層され該内部電極と導通した外部電極を有する超音波振動子であって、第１の方向である積層方向と直交する第２の方向及び第３の方向に沿って略４分割された内部電極群と、上記内部電極群とそれぞれ導通する第１の外部電極群及び第２の外部電極群とを有し、上記第１の外部電極群及び上記第２の外部電極群に交番電圧を印加することにより主たる振動が上記第２の方向に発生する縦振動モードと主たる振動が上記第３の方向に発生する屈曲振動モードとを同時に励起することにより超音波楕円振動を発生する超音波振動子であって、上記積層方向と垂直な面上に沿って形成され、上記第１の外部電極群の所定の外部電極及び上記第２の外部電極群の所定の外部電極をそれぞれ電気的に接続する電極連結用導体膜を有し、上記電極連結用導体膜は、給電用配線が形成されたフレキシブル基板の面上に形成されているように構成される。

この超音波振動子は、例えば 上記電極連結用導体膜に接続され、上記超音波振動子内部において上記積層方向に沿って形成され、上記内部電極群同士を電気的に接続するとともに上記第１の外部電極群と上記第２の外部電極群にそれぞれ導通するスルーホールを有して構成される。

次に、第２の発明の超音波振動子は、圧電素子と内部電極が交互に積層され該内部電極と導通した外部電極を有し、該外部電極に交番電圧を印加することにより超音波楕円振動を発生する超音波振動子であって、第１の方向である積層方向と直交する第２の方向に沿って２分割された内部電極を少なくとも有する第１積層部と、上記第２の方向に沿って２分割された内部電極を少なくとも有する第２積層部と、上記第１積層部の所定の内部電極ごとにそれぞれ導通するごとく設けられた第１外部電極群と、上記第２積層部の所定の内部電極ごとにそれぞれ導通するごとく設けられた第２外部電極群とを有し、上記１外部電極群及び第２外部電極群はともに上記積層方向に沿った上記超音波振動子の側面上に形成されるとともに、上記第１の外部電極群の所定の外部電極と上記第２の外部電極群の所定の外部電極とを電気的に接続する電極連結用導体膜を、給電用配線が形成されたフレキシブル基板上に有して構成される。

更に、第３の発明の超音波振動子は、圧電素子と内部電極が交互に積層され該内部電極と導通した外部電極を有し、該外部電極に交番電圧を印加することにより超音波楕円振動を発生する超音波振動子であって、第１の方向である積層方向と直交する第２の方向に沿って２分割された内部電極を少なくとも有する第１積層部と、上記第２の方向に沿って２分割された内部電極を少なくとも有する第２積層部と、上記第１積層部の所定の内部電極ごとにそれぞれ導通するごとく設けられた第１外部電極群と、上記第２積層部の所定の内部電極ごとにそれぞれ導通するごとく設けられた第２外部電極群とを有し、上記１部電極群及び第２外部電極群はともに上記積層方向に沿った上記超音波振動子の側面上に形成されるとともに、上記第１の外部電極群の所定の外部電極と上記第２の外部電極群の所定の外部電極とを電気的に接続する電極連結用導体膜を、給電用配線が形成されたフレキシブル基板上に有して構成される。

先ず、第１の発明によれば、電極間をスルーホールを通じて導通させるので、例えば、表面と裏面をお互いにクロスしたそれぞれ第１、第２の電極群、第３、第４の電極群の導通用の襷掛けに使用でき、２面だけの襷掛けでよいので例えば銀焼結配線の場合のような外部電極の引き回しよる角部での断線の危険が無く、更に外部電極が最小限ですむので外部部材との接触による短絡の危険も少なく、信頼性の高い超音波振動子を構成することができる。

また、襷掛け配線を電極連結用導体膜によって行うので、リード線による結線のように外形が膨れて小型化が妨げられるというようなことがなく、超音波振動子の小型化が可能となるだけでなく、リード線を用いないので組立性が向上する。

また、襷掛け配線を電極連結用導体膜によって行うので、襷掛け配線を超音波振動子内部の積層部に設けることができ、断線の危険を更に解消することができる。
また、第２又は第３の発明よれば、襷掛けの電極連結用導体膜をフレキシブル基板上に設けるようにするので、電極の襷掛け結線と圧電素子のドライバとの接続をフレキシブル基板１個で可能になり、結線を間違う危険がなくなり、超音波振動子側に外部電極を設けて結線するときに比べ断線の危険が少なく、ドライバはＡ、Ｂ出力があればよくドライバ基板に負担を与えることもなく、フレキシブル基板の延伸部を細くすることができてフレキシブル基板の柔軟性が増し、これにより、組立の自由度が更に大きくなる。

また、ポーリング時はフレキシブル基板は接続されていないので、電極連結用導体膜間でポーリングが生じてしまう危険性が解消される。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、下方に第１の実施形態における超音波振動子の分解斜視図を示し、上方に図面奥行き方向最終面（超音波振動子の裏面）を構成する絶縁板の外部電極パターンを積層面側から透視的に示している。

同図下方に示す超音波振動子２０は、先ず、図の最前面（これを超音波振動子２０の前面とする）にＡ相外部配線用絶縁体２１が配置される。次に、第１の内部電極パターンを有する圧電体２２と、第２の内部電極パターンを有する圧電体２３とが、交互に所定枚数積層されている。そして、図面奥行き方向最終面（これを超音波振動子２０の後面とする）にＢ相外部配線用絶縁体２４が配置される。

上記の構成は、換言すれば、最手前と最終面に配置された外部配線用絶縁板の間に、圧電体２２又は２３から成る圧電素子と、第１又は第２の内部電極パターンから成る内部電極とが交互に積層された形となっている。

尚、上記の圧電体と絶縁板は同一材料であり、圧電体はポーリング（分極処理）が施されており、絶縁板はポーリングが施されていないという違いがある。勿論、絶縁板を圧電体と異なる材料で構成してもよい。

上記圧電体２２及び２３に形成されている第１及び第２の内部電極パターンにおいて、その内部電極は、それぞれ、積層方向と直交する２方向、すなわち図の上下方向と左右方向に沿って略４分割された形で配置されている。

そして、圧電体２２の第１の内部電極パターンは２枚のＡ＋内部電極２５と２枚のＢ＋内部電極２６が、図１０に示したピン部材１５が固定される中央部１４を避けるようにして、それぞれ襷掛けに配置されている。また、圧電体２３の第２の内部電極パターンは２枚のＡ−内部電極２７と２枚のＢ−内部電極２８が、これも同様に中央部１４を避けるようにして、それぞれ襷掛けに配置されている。

更に、第１及び第２の内部電極パターン共に、左右の内部電極の間に、４個のスルーホール電極２９（２９−１、２９−２）が形成されている。スルーホール電極２９−１は同一面内で上記４分割されたいずれか１枚の内部電極に接続しており、スルーホール電極２９−２は、同一面内では孤立している。

そして、最前部と最後部の圧電体２２又は２３を除き、内部電極付きの各スルーホール電極２９−１は前後の圧電体２２又は２３の孤立した各スルーホール電極２９−２に接続している。つまり見方を変えれば、孤立した各スルーホール電極２９−２は前後の圧電体２２又は２３の内部電極付きの各スルーホール電極２９−１に接続している。

すなわち、４分割されている各内部電極は、スルーホール電極２９−１及び２９−２を介して、一枚置きに形成されている自己パターンと同一パターンの内部電極に導通している。このように自己パターンと同一パターンの内部電極同士が導通して、８種類の内部電極群が形成されている。

そして、最手前のＡ相外部配線用絶縁体２１には、８個の外部電極３１（３１ａ〜３１ｈ）から成る第１の外部電極群が形成されており、これら８個の外部電極３１はそれぞれスルーホールを介して最前部の圧電体２２の４個の内部電極付きスルーホール電極２９−１及び４個の孤立したスルーホール電極２９−２にそれぞれ接続されている。

これにより、上記第１の外部電極群は、スルーホール電極２９を介して上述した内部電極群に接続している。
また、最終面のＢ相外部配線用絶縁体２４には、８個の外部電極３２（３２ａ〜３２ｈ）から成る第２の外部電極群が形成されており、これら８個の外部電極３２はそれぞれスルーホールを介して最後部の圧電体２３の４個の内部電極付きスルーホール電極２９−１及び４個の孤立したスルーホール電極２９−２にそれぞれ接続されている。

これにより、上記第２の外部電極群も、スルーホール電極２９を介して上述した内部電極群に接続している。
そして、最手前のＡ相外部配線用絶縁体２１の第１の外部電極群において、各圧電体２２及び２３の左上のスルーホール電極２９−１及び２９−２を介して各圧電体２２の左上のＡ＋内部電極２５群と接続する外部電極３１ａと、各圧電体２２及び２３の右下から一段上に位置するスルーホール電極２９−１及び２９−２を介して各圧電体２２の右下のＡ＋内部電極２５群と接続する外部電極３１ｆとが、中央部を迂回するように設けられたＡ＋外部電極導体膜３３によって襷掛けに接続されている。

これにより、各圧電体２２において独立に形成されている左上のＡ＋内部電極２５群と右下のＡ＋内部電極２５群の共通電極が接続される。
また、同様に最手前のＡ相外部配線用絶縁体２１の第１の外部電極群において、各圧電体２２及び２３の左上から一段下に位置するスルーホール電極２９−２及び２９−１を介して各圧電体２３の左上のＡ−内部電極２７群と接続する外部電極３１ｂと、各圧電体２２及び２３の右下に位置するスルーホール電極２９−２及び２９−１を介して各圧電体２３の右下のＡ−内部電極２７群と接続する外部電極３１ｅとが、これも中央部を迂回するように設けられたＡ−外部電極導体膜３４によって襷掛けに接続されている。

これにより、各圧電体２３において独立に形成されている左上のＡ−内部電極２７群と右下のＡ−内部電極２７群の共通電極が接続される。
更に、最終面のＢ相外部配線用絶縁体２４の第２の外部電極群において、各圧電体２３及び２２の左下から一段上に位置するスルーホール電極２９−２及び２９−１を介して各圧電体２２の左下のＢ＋内部電極２６群と接続する外部電極３２ｃと、各圧電体２３及び２２の右上に位置するスルーホール電極２９−２及び２９−１を介して各圧電体２２の右上のＢ＋内部電極２６群と接続する外部電極３１ｈとが、中央部を迂回するように設けられたＢ＋外部電極導体膜３５によって襷掛けに接続されている。

これにより、各圧電体２２において独立に形成されている左下のＢ＋内部電極２６群と右上のＢ＋内部電極２６群の共通電極が接続される。
また、同様に、最終面のＢ相外部配線用絶縁体２４の第２の外部電極群において、各圧電体２３及び２２の左下のスルーホール電極２９−１及び２９−２を介して各圧電体２３の左下のＢ−内部電極２８群と接続する外部電極３２ｄと、各圧電体２３及び２２の右上から一段下に位置するスルーホール電極２９−１及び２９−２を介して各圧電体２３の右上のＢ−内部電極２８群と接続する外部電極３２ｇとが、中央部を迂回するように設けられたＢ−外部電極導体膜３６によって襷掛けに接続されている。

これにより、各圧電体２３において独立に形成されている左下のＢ−内部電極２８群と右上のＢ−内部電極２８群の共通電極が接続される。
このように、スルーホールを介して超音波振動子２０の２面（前面と後面）に外部電極群を取り出し、この２面だけに、すなわち他の４面を使わないで、導体膜をつけることで内部に積層されている共通電極を結線する。

このように、内部に積層されている共通電極の結線にリード線を使用しないので、超音波振動子２０の表裏がリード線によって盛り上がることがなく、したがって、超音波振動子２０を小型に形成することができる。

また、スルーホールを使用し、２面だけに直接外部電極を取り出し、その２面で所望の外部電極を導体膜で襷掛けで接続するので、導体膜を超音波振動子の二辺の角部を越えて配置する必要がなく、２面内の導体膜だけで接続が可能になるので、導体膜の断線の虞が解消される。

図２は、第２の実施形態における超音波振動子の分解斜視図である。同図に示す超音波振動子３７は、内部の積層部３８の構成は、図１の場合と同様に、第１の内部電極パターンを有する圧電体２２と、第２の内部電極パターンを有する圧電体２３とが、交互に所定枚数積層されている。

そして、図１の後面のＢ相外部配線用絶縁体２４に相当する図２のＢ相用絶縁体３９は、Ｂ相内部電極群を結線するための内部配線であって外部配線ではない。すなわち、外面には電極も導体膜もなく、内面（積層面）に、図１の後面のＢ相外部配線用絶縁体２４の第２の外部電極３２（３２ａ〜３２ｈ）の配置をそのまま内面に移し代えた形状で、８個のスルーホール電極４１ａ〜４１ｈ（図ではスルーホール電極４１ｃ〜４１ｆは陰になって見えない）が配置されている。

そして、スルーホール電極４１ｃと４１ｈがＢ＋内部導体膜４２によって接続され、スルーホール電極４１ｄｃと４１ｇがＢ−内部導体膜４３（図では陰になって見えない）によって接続されている。

これにより、図１の場合と同様に、各圧電体２２において独立に形成されている左下のＢ＋内部電極２６群と右上のＢ＋内部電極２６群の共通電極が接続され、更に、各圧電体２３において独立に形成されている左下のＢ−内部電極２８群と右上のＢ−内部電極２８群の共通電極が接続される。

また、図２の超音波振動子３７においては、前面の絶縁板４４の外面には８個の外部電極（４５ａ〜４５ｈ）のみが形成されており、導体膜による接続はなされていない。これに代わって本例では、前面の絶縁板４４と内部積層部３８との間に更にもう１枚のＡ相用内部絶縁体４６が配置されている。

このＡ相用内部絶縁体４６の電極構成は、図１の前面のＡ相外部配線用絶縁体２１における外部電極３１の配置及び導体膜３３と３４による接続の構成と全く同一であり、図には特には番号を付与して示していないが、８個の外部電極の代わりに８個（図では下方の２個は陰になって見えない）の内部スルーホール電極が配置されている。そして、そのうちの２個と２個の内部スルーホール電極が、それぞれ図１の場合と同様に二本の導体膜によって接続されている。

これにより、各圧電体２２において独立に形成されている左上のＡ＋内部電極２５群と右下のＡ＋内部電極２５群の共通電極が接続され、各圧電体２３において独立に形成されている左上のＡ−内部電極２７群と右下のＡ−内部電極２７群の共通電極が接続される。

この上に上記の前面の絶縁板４４が積層されて、Ａ相用内部絶縁体４６の二本の導体膜による接続部が外部から被覆される。
この構成は、換言すれば、前面の絶縁板４４の外部電極（４５ａ〜４５ｈ）から成る外部電極群の、２群に分かれているＡ＋内部電極２５群にそれぞれスルーホール電極を介して接続されている外部電極４５ａ及び４５ｆが、Ａ相用内部絶縁体４６の導体膜による接続によって一体に接続され、別に２群に分かれているＡ−内部電極２７群にそれぞれスルーホール電極を介して接続されている外部電極４５ｂ及び４５ｅが、Ａ相用内部絶縁体４６の導体膜による接続によって一体に接続されているといえる。

同様に、２群に分かれているＢ＋内部電極２６群にそれぞれスルーホール電極を介して接続されている外部電極４５ｃ及び４５ｈが、Ｂ相用絶縁体３９のＢ＋内部導体膜４２による接続によって一体に接続され、別に２群に分かれているＢ−内部電極２８群にそれぞれスルーホール電極を介して接続されている外部電極４５ｄ及び４５ｇが、Ｂ相用絶縁体３９のＢ−内部導体膜４３（図では陰になって見えない）による接続によって一体に接続されているといえる。

したがって、この超音波振動子３７への駆動基板からの配線は、前面の絶縁板４４に形成されている外部電極４５ａ、４５ｂ、４５ｅ、４５ｆから成る第１の外部電極群の中の外部電極４５ａをＡ＋電極、外部電極４５ｂをＡ−電極として接続され、外部電極４５ｃ、４５ｄ、４５ｇ、４５ｈから成る第２の外部電極群の中の外部電極４５ｈをＢ＋電極、外部電極４５ｇをＢ−電極として接続される。

このように本例では、積層内部に導体膜をつけて内部電極群と外部電極との接続を行っているので、この場合もリード線による接続のように超音波振動子の前面や後面が膨らんで容積が大型することがなく、更に導体膜が外側に配置されていないので異物の接触等によって導体膜が断線の危険が減少する。

図３は、第３の実施形態における超音波振動子の分解斜視図である。同図に示す超音波振動子４７では、内部の積層部は、第１の内部電極パターンを有する圧電体４８と、第２の内部電極パターンを有する圧電体４９とが、交互に所定枚数積層されている。

圧電体４８に形成されている第１の内部電極パターンは、圧電体４８の周辺部に余白部を残して４分割され、左上と右下の２枚が襷掛けとなって配置されているＡ相電極５１及び５１と、左下と右上の２枚が襷掛けとなって配置されているＢ相電極５２及び５２から成る。

左上のＡ相電極５１及び右上のＢ相電極５２は、その内端部上から圧電体４８の上端部まで延び出してその端部が外部に露出する接続用端子５１ａ及び５２ａをそれぞれ備えている。そして、左下のＢ相電極５２及び右下のＡ相電極５１は、その内端部下から圧電体４８の下端部まで延び出してその端部が外部に露出する接続用端子５２ｂ及び５１ｂをそれぞれ備えている。

また、圧電体４９に形成されている第２の内部電極パターンは、圧電体４９の周辺部と中央部に余白部を残して、ベタ一面に形成された共通接地電極５３から成る。この共通接地電極５３は、その左端部中央から圧電体４９の左端部まで延び出してその端部が外部に露出する接続用端子５３ａを備えている。

そして、これら圧電体４８及び４９による積層部の後部には後面絶縁板５４が積層され、前部には内部絶縁板５５及び前面絶縁板５６が積層される。後面絶縁板５４の積層面となる内面には、中央部１４を通って斜め左下から斜め右上に延在する導体膜５７が形成され、この導体膜５７の上下の端部は、それぞれ後面絶縁板５４の下端部と上端部で外部に露出している。

また、内部絶縁板５５の前面絶縁板５６と重なる面には、中央部１４を通って斜め左上から斜め右下に延在する導体膜５８が形成され、この導体膜５８の上下の端部は、それぞれ内部絶縁板５５の下端部と上端部で外部に露出している。

そして、前面絶縁板５６の外面上方に、左上のＡ相電極５１の接続用端子５１ａ及び内部絶縁板５５の導体膜５８の上端部に対応する位置と、右上のＢ相電極５２の接続用端子５２ａ及び後面絶縁板５４の導体膜５７の上端部に対応する位置とに、外部電極５９ａと５９ｂが形成されている。また、前面絶縁板５６の外面左端部に、共通接地電極５３の接続用端子５３ａに対応する位置に外部電極５９ｃが形成されている。

そして、上記の各部が積層されて形成される柱状の直方体を成す積層部の上面と下面にそれぞれ直方形の結線用絶縁板６１が貼り付けられる。また積層部の長手方向の一方の端面（図では左端面）にほぼ四角の結線用絶縁板６２が貼り付けられる。

上記上面の結線用絶縁板６１には、その内面に、二本の導体膜６３−１、６３−２が形成されている。これら二本の導体膜６３−１、６３−２は、積層部の上面に露出する上記の接続用端子５１ａ群、５２ａ群、内部絶縁板５５の上端部に露出する導体膜５８の上端部、後面絶縁板５４の上端部に露出する導体膜５７の上端部、及び前面絶縁板５６の上部に形成されている外部電極５９ａ及び５９ｂにそれぞれ接続する。

これにより、前面絶縁板５６の外部電極５９ａには、上面の結線用絶縁板６１の導体膜６３−１及び接続用端子５１ａ群を介して、各圧電体４８の左上のＡ相電極５１群が接続される。また、同様に、前面絶縁板５６の外部電極５９ｂには、上面の結線用絶縁板６１の導体膜６３−２及び接続用端子５２ａ群を介して、各圧電体４８の右上のＢ相電極５２群が接続される。

また、下面の結線用絶縁板６１には、その内面に、二本の導体膜６４−１、６４−２が形成されている。これら二本の導体膜６４−１、６４−２は、積層部の下面に露出する上述の接続用端子５２ｂ群、５１ｂ群、内部絶縁板５５の下端部に露出する導体膜５８の下端部、及び後面絶縁板５４の下端部に露出する導体膜５７の下端部にそれぞれ接続する。

これにより、前面絶縁板５６の外部電極５９ａには、内部絶縁板５５の導体膜５８、接続用端子５１ｂ群、及び下面の結線用絶縁板６１の導体膜６４−２を介して各圧電体４８の右下のＡ相電極５１群が接続され、先に上面の結線用絶縁板６１により外部電極５９ａに接続されている左上のＡ相電極５１群と共に共通電極として外部電極５９ａへの接続が完成する。

このように、上面の結線用絶縁板６１の導体膜６３−１と下面の結線用絶縁板６１の導体膜６４−２とを内部絶縁板５５の導体膜５８が積層部内部で襷掛け接続することにより、左上のＡ相電極５１群と右下のＡ相電極５１群が一括して前面絶縁板５６の外部電極５９ａに結線される。

また、同様に上記のように下面の結線用絶縁板６１が配置されることにより、前面絶縁板５６の外部電極５９ｂには、上面の結線用絶縁板６１の導体膜６３−２、後面絶縁板５４の導体膜５７、下面の結線用絶縁板６１の導体膜６４−１、及び接続用端子５２ｂ群を介して各圧電体４８の右下のＢ相電極５２群が接続され、先に上面の結線用絶縁板６１により外部電極５９ｂに接続されている右上のＢ相電極５２群と共に共通電極として外部電極５９ｂへの接続が完成する。

この場合も、上面の結線用絶縁板６１の導体膜６３−２と下面の結線用絶縁板６１の導体膜６４−１とを後面絶縁板５４の導体膜５７が積層部内部で襷掛け接続することにより、右上のＢ相電極５２群と左下のＢ相電極５２群が一括して前面絶縁板５６の外部電極５９ｂに結線される。

また、積層部の長手方向の一方の端面（図では左端面）に貼り付けられる結線用絶縁板６２の内面には、導体膜６２−１が、各圧電体４９の共通接地電極５３の接続用端子５３ａ及び前面絶縁板５６の外部電極５９ｃに対応する位置に形成されている。これにより、前面絶縁板５６の外部電極５９ｃには、導体膜６２−１、及び接続用端子５３ａ群を介して共通接地電極５３群が一括して接続される。

本例おいては、電極接続用の導体膜５７、５８、６３−１、６３−２、６４−１、６４−２、及び６２−１は、いずれも積層部内もしくは積層部の内側に向く面に形成されているので、この場合、もリード線による接続のように超音波振動子の前面や後面が膨らんで容積が大型することがなく、更に導体膜が外側に配置されていないので異物の接触等によって導体膜が断線の危険が減少する。

尚、上記実施の形態では、電極接続用に導体膜６３−１、６３−２、６４−１、６４−２を予め形成した結線用絶縁板６１や、導体膜６２−１を予め形成した結線用絶縁板６２を、積層部の側面外部に露出する内部電極の接続用端子５１ａ、５２ａ、５２ｂ、５１ｂ、５３ａに接続するようにしているが、これに限ることなく、積層部の側面外部に露出する内部電極の上記接続用端子群の各配置形状に沿って、積層部の外部側面に直接フォトリソグラフィーと焼結により例えば金、銀、又はアルミニューム等の電導体による配線膜を形成するようにしてもよい。

図４は、第４の実施形態における超音波振動子６５の分解平面図である。尚、図４には図１及び図２と同一の構成部分には図１及び図２と同一の番号を付与して示している。図４は、上から第２の内部電極パターンを有する圧電体２３、第１の内部電極パターンを有する圧電体２２、前面絶縁板６６、フレキシブル基板配線部６７、及びその裏面の電極配置を透視的に示す図である。

尚、図４には、図１及び図２の場合と同様に所定枚数の圧電体２２及び２３が交互に積層される状態の中から、それぞれ１枚のみを取り出して示している。
これらの積層部の最前面に積層される前面絶縁板６６には、８個のスルーホール付き外部電極６８（６８ａ〜６８ｈ）が形成されている。そして、外部電極６８ａは、各圧電体２２及び２３の左上のスルーホール電極２９−１及び２９−２を介して各圧電体２２の左上のＡ＋内部電極２５群と接続している。

また、外部電極６８ｂは、各圧電体２２及び２３の左上から一段下に位置するスルーホール電極２９−２及び２９−１を介して各圧電体２３の左上のＡ−内部電極２７群と接続している。

また、外部電極６８ｃは、各圧電体２２及び２３の左下から一段上に位置するスルーホール電極２９−１及び２９−２を介して各圧電体２２の左下のＢ＋内部電極２６群と接続している。

また、外部電極６８ｄは、各圧電体２２及び２３の左下のスルーホール電極２９−２及び２９−１を介して各圧電体２３の左下のＢ−内部電極２８群と接続している。
また、外部電極６８ｅは、各圧電体２２及び２３の右下に位置するスルーホール電極２９−２及び２９−１を介して各圧電体２３の右下のＡ−内部電極２７群と接続している。

また、外部電極６８ｆは、各圧電体２２及び２３の右下から一段上に位置するスルーホール電極２９−１及び２９−２を介して各圧電体２２の右下のＡ＋内部電極２５群と接続している。

また、外部電極６８ｇは、各圧電体２２及び２３の右上から一段下に位置するスルーホール電極２９−２及び２９−１を介して各圧電体２３の右上のＢ−内部電極２８群と接続している。

そして、外部電極６８ｈは、各圧電体２２及び２３の右上に位置するスルーホール電極２９−１及び２９−２を介して各圧電体２２の右上のＢ＋内部電極２６群と接続している。

この前面絶縁板６６の８個のスルーホール付き外部電極６８（６８ａ〜６８ｈ）に、図の下方に示すフレキシブル基板配線部６７の８個の裏面配線端子６９（６９ａ〜６９ｈ）がそれぞれ接続される。

上記８個の裏面配線端子６９（６９ａ〜６９ｈ）は、それぞれフレキシブル基板配線部６７の表面側に配置されている８個の表面配線端子７１（７１ａ〜７１ｈ）とフレキシブル基板配線部６７のスルーホールを介して接続されている。

フレキシブル基板配線部６７の裏面配線端子６９ａと接続している表面配線端子７１ａと、裏面配線端子６９ｆと接続している表面配線端子７１ｆは、中央部を迂回するように設けられた表面導体膜７２により接続され、その一方の表面配線端子７１ｆは表面のＡ＋配線７３に接続されている。

これにより、フレキシブル基板配線部６７のＡ＋配線７３から、超音波振動子６５の各圧電体２２の左上及び右下に配置されているＡ＋内部電極２５群にＡ＋相の電圧が供給されるようになる。

また、フレキシブル基板配線部６７の裏面配線端子６９ｂと接続している表面配線端子７１ｂと、裏面配線端子６９ｅと接続している表面配線端子７１ｅは、中央部を迂回するように設けられた表面導体膜７４により接続され、その一方の表面配線端子７１ｅは表面のＡ−配線７５に接続されている。

これにより、フレキシブル基板配線部６７のＡ−配線７５から、超音波振動子６５の各圧電体２３の左上及び右下に配置されているＡ−内部電極２７群にＡ−相の電圧が供給されるようになる。

更に、フレキシブル基板配線部６７の裏面配線端子６９ｃと６９ｈは、中央部を迂回するように設けられた裏面導体膜７６により接続され、その一方の裏面配線端子６９ｈは表面配線端子７１ｈを介して表面のＢ＋配線７７に接続されている。

これにより、フレキシブル基板配線部６７のＢ＋配線７７から、超音波振動子６５の各圧電体２２の右上及び左下に配置されているＢ＋内部電極２６群にＢ＋相の電圧が供給されるようになる。

また、フレキシブル基板配線部６７の裏面配線端子６９ｄと６９ｇも、中央部を迂回するように設けられた裏面導体膜７８により接続され、その一方の裏面配線端子６９ｇは表面配線端子７１ｇを介して表面のＢ−配線７９に接続されている。

こにより、フレキシブル基板配線部６７のＢ−配線７９から、超音波振動子６５の各圧電体２３の右上及び左下に配置されているＢ−内部電極２８群にＢ−相の電圧が供給されるようになる。

尚、図の下方に示すフレキシブル基板配線部６７において、配線部は全て適宜の絶縁性樹脂等の保護薄膜層（カバーレイ）で被覆されているが、表面の長さａで示す範囲及び裏面の長さｂ及びｃで示す範囲は、カバーレイが除去されている。これは、超音波振動子６５の振動動作に掛かる負担を極力低減する目的で、このうように処理されている。

上述したように、本例においては、フレキシブル基板に襷掛け配線を施して共通電極群を結線するので、この場合もリード線の必要が無くなく、小型化に有効である。また、内部電極の襷掛け配置による位置の違いを、フレキシブル基板で吸収することにより、内部電極群を駆動するドライバは、Ａ、Ｂ出力の１組だけでよいことになる。

また、積層部のポーリング時は、フレキシブル基板を接続していないので、導体膜間でポーリングが生じる虞がなく、高い信頼性を維持することができる。

図５は、上に第５の実施形態における超音波振動子８０の分解斜視図を示し、その横に積層完了後の長手方向右端面８１の配線を示し、下方に図４の場合と同様のフレキシブル基板配線部６７、及びその裏面の電極配置を透視的に示している。

図５に示す超音波振動子８０は、内部積層部８２と、前面の外部配線板８３からなる。内部積層部８２は、図１、図２、及び図４に示した各内部電極群のスルーホール電極２９−１と接続するための延び出し部分、つまり接続端子群が、図５に示すように全て積層部の長手方向右端面８１及び左端面（図示層略）に延び出して外部に露出している形状となっている。

尚、内部積層部８２には、図１、図２、及び図４に示した構成と同一の機能を有する構成部分には図１、図２、及び図４で示した番号と同一の番号を付与して示している。
同図の右に示す長手方向右端面８１には、フォトリソグラフィーと焼結により４本の配線８４ｅ〜８４ｈが形成されている。これらの配線８４ｅ、８４ｆ、８４ｇ、及び８４ｈは、それぞれ圧電体２３の右下のＡ−内部電極２７、圧電体２２の右下のＡ＋内部電極２５、圧電体２３の右上のＢ−内部電極２８、及び圧電体２２の右下のＢ＋内部電極２６に接続しており、更に外部配線板８３の外部配線８５ｅ〜８５ｈにそれぞれ接続している。

また、内部積層部８２の長手方向左端面にも、特には図示しないが、フォトリソグラフィーと焼結により４本の配線８４ａ〜８４ｄが形成されている。これらの配線８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、及び８４ｄは、それぞれ圧電体２２の左上のＡ＋内部電極２５、圧電体２３の左上のＡ−内部電極２７、圧電体２２の左下のＢ＋内部電極２６、及び圧電体２３の左下のＢ−内部電極２８に接続しており、更に外部配線板８３の外部配線８５ａ〜８５ｄにそれぞれ接続している。

すなわち外部配線板８３の外部配線８５ａ〜８５ｈは、それぞれ図４に示した前面絶縁板６６のスルーホール付き外部電極６８ａ〜６８ｈに対応している。そして、この外部配線板８３の外部配線８５（８５ａ〜８５ｈ）に、フレキシブル基板配線部６７が、図４に示したと同様に接続される。

このように、本例によれば、圧電体にスルーホールを形成しないので、圧電体の振動動作における応力による破壊に対する強度をより強く維持することができる。

図６は、上方に第６の実施形態における超音波振動子８６の分解斜視図を示し、その横に積層完了後の長手方向右端面８７の配線を示し、下方に片面配線のフレキシブル基板配線部８８、及びその裏面の電極配置を透視的に示している。

図６に示す超音波振動子８６は、内部積層部８９の構成並びに長手方向右端面８７及び左端面の配線態様は、図５に図示又は図示を省略して説明した内部積層部８２並びに長手方向右端面８１及び左端面の配線態様を同一である。

本例においては、前面の外部配線板９１が、図５の外部配線板８３の場合とやや異なり図５の場合と同様な外部配線外部配線８５ｅ〜８５ｈのうち、左側の外部配線８５ａ及び８５ｂが、右側の外部配線８５ｆ及び８５ｅとそれぞれ中央部を迂回するように配置された導体膜９２及び９３によって襷掛けに接続されている。

これにより、各圧電体２２の左上と右下に襷掛けに配置されたＡ＋内部電極２５群（以下、図５も参照）が、一括して外部電極８５ａ及び８５ｆに接続され、各圧電体２３の左上と右下に襷掛けに配置されたＡ−内部電極２７群が、一括して外部電極８５ｂ及び８５ｅに接続される。

そして、フレキシブル基板配線部８８が外部配線板９１に接着されることにより、上記一括して接続されているＡ＋内部電極２５群及びＡ−内部電極２７群は、外部電極８５ｆ及び８５ｅがフレキシブル基板配線部８８の内側面に配設される端子９４ｆ及び９４ｅを介してフレキシブル基板配線部８８の駆動配線９５及び９６にそれぞれ接続される。

他方、フレキシブル基板配線部８８の内側面には、外部配線板９１の外部電極８５ｃ及び８５ｄと接続する端子９４ｃ及び９４ｄが、外部配線板９１の外部電極８５ｈ及び８５ｇと接続する端子９４ｈ及び９４ｇと、それぞれ中央部を迂回するように配置された導体幕９７及び９８により襷掛けに接続されている。

これにより、外部配線板９１の外部電極８５ｃ及び８５ｄと８５ｈ及び８５ｅがそれぞれフレキシブル基板配線部８８の襷掛け導体幕９７及び９８を介して接続される。
そして、これにより、Ｂ＋内部電極２６群は、外部電極８５ｃ及び８５ｈ並びにフレキシブル基板配線部８８の端子９４ｃ、９４ｈ、及び導体幕９７を介して一括接続され、これから更にフレキシブル基板配線部８８の駆動配線９９に接続される。

また、Ｂ−内部電極２８群は、外部電極８５ｄ及び８５ｇ並びにフレキシブル基板配線部８８の端子９４ｄ、９４ｇ及び導体幕９８を介して一括接続され、これから更にフレキシブル基板配線部８８の駆動配線１０１に接続される。

このように、本例では、外部配線板のＡ相用外部端子とフレキシブル基板のＢ相用端子に、それぞれ導体幕による襷掛け接続を形成するので、フレキシブル基板の端子に図５に示したようなピンホールを設ける必要がなくなるので、フレキシブル基板の製造コストが低減するとともに、フレキシブル基板配線部が薄くなるので、超音波振動子８６に掛かる負荷を低減させることができる。

図７は、上方に第７の実施形態における超音波振動子１０２の分解斜視図を示し、その下に積層完了後の正面に露出する内部電極端子群の配置を示し、その下にそれら内部電極端子群に対するフォトリソグラフィーと焼結による配線状態を示し、その下にフレキシブル基板配線部、及びその裏面の電極配置を透視的に示している。

図７に示す超音波振動子１０２において、内部の積層部は、図１乃至図６に示した外部電極を有する絶縁板に平行して前後方向に積層された構成と異なり、本例では、外部電極を有する絶縁板に対して上下方向に圧電体及び内部電極が積層される形態を示している。

また、この形態においては、ポーリングされた、つまり内部電極を配置された圧電体１０３（１０３−１、１０３−２）群が、ポーリングされていない、つまり内部電極を配置されていない圧電体１０４群を上下から挟むようにして配置されている。内部電極を配置されていない圧電体１０４群は特定の振動モードを励起する励起部を構成している。

同図に示すように、内部電極１０５が各圧電体１０３の左右に分かれて形成されていることと、中央部の励起部（ポーリング無し圧電体１０４群）により上下に分割されていることにより、積層完了後の正面１０６に露出する内部電極端子群１０７の配置から見られるように、内部電極１０５は、図１〜図６の場合と同様に、８通りに配置されている。

本例では、これら左右上下に分散して積層完了後の正面１０６に露出する内部電極端子群１０７を、フォトリソグラフィーと焼結により電極膜を形成して、積層完了後の正面１０６の中央部を挟んで左右に４個ずつの外部電極１０８を形成する。そして、これら８個の電極１０８に、図５に示したと同様のフレキシブル基板配線部６７が接続される。

これにより、８通りに配置されている中のそれぞれ２つの内部電極１０５群が４通りの共通内部電極群となって、フレキシブル基板配線部６７の駆動配線７３、７５、７７、及び７９にそれぞれ接続される。

図８は、上方に第８の実施形態における超音波振動子１０９の分解斜視図を示し、その下に積層完了後の正面に露出する内部電極端子群を結線した配線を示し、その下にフレキシブル基板配線部、及びその裏面の電極配置を透視的に示している。

図８に示す超音波振動子１０９において、内部の積層部は、図１乃至図６に示した外部電極を有する絶縁板に平行して前後方向に積層された構成及び図７に示した外部電極を有する絶縁板に対して上下方向に積層された構成のいずれとも異なり、本例では外部電極を有する絶縁板に対して左右方向に圧電体及び内部電極が積層される形態を示している。

本例においては、ポーリング付き圧電体１１１群が、ポーリング無し圧電体１１２群を左右から挟むようにして配置されている。
同図に示すように、内部電極１１３が各圧電体１１１の左右に分かれて形成されていることと、中央部のポーリング無し圧電体１１２群により左右に分割されていることにより、積層完了後の正面１１４に露出する内部電極端子群１１５の配置から見られるように、内部電極１１３は、図１〜図７の場合と同様に、８通りに配置されている。

本例では、これら上下左右に分散して積層完了後の正面１１４に露出する内部電極端子群１１５を、フォトリソグラフィーと焼結により電極膜１１６を形成して一括して連結する。そして、これら８個の電極膜１１６に、図５又は図７に示したと同様のフレキシブル基板配線部６７が接続される。

これにより、この場合も８通りに配置されている中のそれぞれ２つの内部電極群１１３が４通りの共通内部電極群となって、フレキシブル基板配線部６７の４本の駆動配線にそれぞれ接続される。

下方に第１の実施形態における超音波振動子の分解斜視図を示し、上方に図面奥行き方向最終面（超音波振動子の裏面）を構成する絶縁板の外部電極パターンを積層面側から透視的に示す図である。 第２の実施形態における超音波振動子の分解斜視図である。 第３の実施形態における超音波振動子の分解斜視図である。 第４の実施形態における超音波振動子の分解平面図である。 第５の実施形態における超音波振動子の分解斜視図、積層完了後の長手方向右端面の配線、フレキシブル基板配線部及びその裏面の透視的電極配置を示す図である。 第６の実施形態における超音波振動子の分解斜視図、積層完了後の長手方向右端面の配線、フレキシブル基板配線部及びその裏面の透視的電極配置を示す図である。 第７の実施形態における超音波振動子の分解斜視図、積層完了後の正面の露出端子群、それらを結線する配線、フレキシブル基板配線部及びその裏面の透視的電極配置を示す図である。 第８の実施形態における超音波振動子の分解斜視図、積層完了後の正面の露出端子群を結線した配線、フレキシブル基板配線部及びその裏面の透視的電極配置を示す図である。 (a),(b) は従来の超音波モータに用いるための超音波振動子の構成例を説明する図である。 (a),(b) は電極への電圧印加により発振駆動される超音波振動子の振動子本体の超音波楕円振動を模式的に説明する斜視図、(c) は(b) の２次の屈曲振動を分かり易く振動子本体の輪郭線のみで示す図である。 (a),(b) は位相がπ／２だけ異なる共振周波数近傍の交番電圧を印加したときの超音波振動子の駆動接触部の楕円振動を模式的に示す図である。 (a),(b) は超音波リニアモータにおける超音波振動子と駆動支持体であるガイド軸との係合の基本形を示す図である。

符号の説明

１ 超音波振動子
１ａ 振動子本体
２ａ 第１の圧電板
２ｂ 第２の圧電板
３ａ、３ｃ 上部内部電極
３ｂ、３ｄ 下部内部電極
４ 圧電板
５ 穴
６ 外部電極
７ リード線
８ 静止位置
９ 共振縦振動位置
１１ 静止位置
１２ 共振屈曲振動位置
１３ 駆動接触部
１４ 中央部
１５ ピン部材
１６ 板状体
１７ シャフト
１７−１ 固定シャフト
１７−２ 可動シャフト
１８ 螺旋バネ
２０ 超音波振動子
２１ Ａ相外部配線用絶縁板
２２、２３ 圧電体
２４ Ｂ相外部配線用絶縁板
２５ Ａ＋内部電極
２６ Ｂ＋内部電極
２７ Ａ−内部電極
２８ Ｂ−内部電極
２９（２９−１、２９−２） スルーホール電極
３１（３１ａ〜３１ｈ） 第１の外部電極群の外部電極
３２（３２ａ〜３２ｈ） 第２の外部電極群の外部電極
３３ Ａ＋外部電極導体膜
３４ Ａ−外部電極導体膜
３５ Ｂ＋外部電極導体膜
３６ Ｂ−外部電極導体膜
３７ 超音波振動子
３８ 内部の積層部
３９ Ｂ相用絶縁体
４１ａ〜４１ｈ スルーホール電極
４２ Ｂ＋内部導体膜
４３ Ｂ−内部導体膜
４４ 前面の絶縁板
４５ａ〜４５ｈ 外部電極
４６ Ａ相用内部絶縁体
４７ 超音波振動子
４８ 第１の内部電極パターンを有する圧電体
４９ 第２の内部電極パターンを有する圧電体
５１ Ａ相電極
５１ａ、５２ａ 接続用端子
５２ｂ、５１ｂ 接続用端子
５２ Ｂ相電極
５３ 共通接地電極
５３ａ 接続用端子
５４ 後面絶縁板
５５ 内部絶縁板
５６ 前面絶縁板
５７、５８ 導体膜
５９ａ、５９ｂ、５９ｃ 外部電極
６１、６２ 結線用絶縁板
６２−１、６３−１、６３−２、６４−１、６４−２ 導体膜
６５ 超音波振動子
６６ 前面絶縁板
６７ フレキシブル基板配線部
６８（６８ａ〜６８ｈ） スルーホール付き外部電極
６９（６９ａ〜６９ｈ） 裏面配線端子
７１（７１ａ〜７１ｈ） 表面配線端子
７２、７４ 表面導体膜
７３ Ａ＋配線
７５ Ａ−配線
７６、７８ 裏面導体膜
７７ Ｂ＋配線
７９ Ｂ−配線
８０ 超音波振動子
８１ 長手方向右端面
８２ 内部積層部
８３ 外部配線板
８４ａ〜８４ｈ 配線
８５（８５ａ〜８５ｈ） 外部配線
８６ 超音波振動子
８７ 長手方向右端面
８８ フレキシブル基板配線部
８９ 内部積層部
９１ 外部配線板
９２、９３ 導体膜
９４ｃ、９４ｄ、９４ｅ、９４ｆ、９４ｇ、９４ｈ フレキシブル端子
９５、９６ 駆動配線
９７、９８ 導体幕
９９、１０１ 駆動配線
１０２ 超音波振動子
１０３（１０３−１、１０３−２） ポーリング付き圧電体
１０４ ポーリング無し圧電体
１０５ 内部電極
１０６ 積層完了後正面
１０７ 内部電極端子群
１０８ 外部電極
１０９ 超音波振動子
１１１ ポーリング付き圧電体
１１２ ポーリング無し圧電体
１１３ 内部電極
１１４ 積層完了後正面
１１５ 内部電極端子群
１１６ 電極膜

Claims (4)

1. 圧電素子と内部電極が交互に積層され該内部電極と導通した外部電極を有する超音波振動子であって、第１の方向である積層方向と直交する第２の方向及び第３の方向に沿って略４分割された内部電極群と、前記内部電極群とそれぞれ導通する第１の外部電極群及び第２の外部電極群とを有し、前記第１の外部電極群及び前記第２の外部電極群に交番電圧を印加することにより主たる振動が前記第２の方向に発生する縦振動モードと主たる振動が前記第３の方向に発生する屈曲振動モードとを同時に励起することにより超音波楕円振動を発生する超音波振動子であって、
   前記積層方向と垂直な面上に沿って形成され、前記第１の外部電極群の所定の外部電極及び前記第２の外部電極群の所定の外部電極をそれぞれ電気的に接続する電極連結用導体膜を有し、
   前記電極連結用導体膜は、給電用配線が形成されたフレキシブル基板の面上に形成されていることを特徴とする超音波振動子。
2. 前記電極連結用導体膜に接続され、前記超音波振動子内部において前記積層方向に沿って形成され、前記内部電極群同士を電気的に接続するとともに前記第１の外部電極群と前記第２の外部電極群にそれぞれ導通するスルーホールを有することを特徴とする請求項１記載の超音波振動子。
3. 圧電素子と内部電極が交互に積層され該内部電極と導通した外部電極を有し、該外部電極に交番電圧を印加することにより超音波楕円振動を発生する超音波振動子であって、第１の方向である積層方向と直交する第２の方向に沿って２分割された内部電極を少なくとも有する第１積層部と、前記第２の方向に沿って２分割された内部電極を少なくとも有する第２積層部と、前記第１積層部の所定の内部電極ごとにそれぞれ導通するごとく設けられた第１外部電極群と、前記第２積層部の所定の内部電極ごとにそれぞれ導通するごとく設けられた第２外部電極群とを有し、
   前記１外部電極群及び第２外部電極群はともに前記積層方向に沿った前記超音波振動子の側面上に形成されるとともに、
   前記第１の外部電極群の所定の外部電極と前記第２の外部電極群の所定の外部電極とを電気的に接続する電極連結用導体膜を、給電用配線が形成されたフレキシブル基板上に有することを特徴とする超音波振動子。
4. 圧電素子と内部電極が交互に積層され該内部電極と導通した外部電極を有し、該外部電極に交番電圧を印加することにより超音波楕円振動を発生する超音波振動子であって、第１の方向である積層方向と直交する第２の方向に沿って２分割された内部電極を少なくとも有する第１積層部と、前記第２の方向に沿って２分割された内部電極を少なくとも有する第２積層部と、前記第１積層部の所定の内部電極ごとにそれぞれ導通するごとく設けられた第１外部電極群と、前記第２積層部の所定の内部電極ごとにそれぞれ導通するごとく設けられた第２外部電極群とを有し、
   前記１部電極群及び第２外部電極群はともに前記積層方向に沿った前記超音波振動子の側面上に形成されるとともに、
   前記第１の外部電極群の所定の外部電極と前記第２の外部電極群の所定の外部電極とを電気的に接続する電極連結用導体膜を、給電用配線が形成されたフレキシブル基板上に有することを特徴とする超音波振動子。

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