壓電致動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓電致動(dòng)器，其包括大致為長(zhǎng)方體的壓電元件。所述壓電元件的一個(gè)外表面包括第一區(qū)域和從第一區(qū)域突出并與所述一個(gè)外表面中對(duì)應(yīng)于活性部分的區(qū)域重疊的第二區(qū)域。所述第二區(qū)域具有配置成與被驅(qū)動(dòng)體接觸并與其產(chǎn)生摩擦力的平坦表面。所述平坦表面在所述壓電元件的縱向上比在其橫向上短。所述平坦表面在其橫向中心區(qū)域在所述壓電元件的縱向上比在其橫向端部區(qū)域長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】
壓電致動(dòng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種壓電致動(dòng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]已知的壓電致動(dòng)器包括壓電體和摩擦構(gòu)件，其中，所述壓電體適于響應(yīng)施加于其的電力同時(shí)產(chǎn)生第一和第二振動(dòng)模式，所述摩擦構(gòu)件與壓電體分離并且部分地固定到在壓電體的一側(cè)上形成為凹陷的凹部(參見(jiàn)，例如，日本專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2008-99549)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在日本專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2008-99549中公開(kāi)的壓電致動(dòng)器的壓電元件(壓電體)具有活性和非活性部分，當(dāng)向其施加電壓時(shí)，其分別適于進(jìn)行位移或不位移。當(dāng)電壓施加到所述壓電元件時(shí)，所述活性部分進(jìn)行位移。當(dāng)活性部分進(jìn)行位移時(shí)，固定到所述壓電體的摩擦構(gòu)件與被驅(qū)動(dòng)體接觸并且與其產(chǎn)生摩擦力。根據(jù)因此產(chǎn)生的摩擦力，壓電元件驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)體。通過(guò)使用壓電元件與被驅(qū)動(dòng)體彼此接觸時(shí)產(chǎn)生的摩擦力驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)體的壓電致動(dòng)器需要進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)力。
[0004]因此，本發(fā)明的目的是提供一種驅(qū)動(dòng)力進(jìn)一步提高的壓電致動(dòng)器。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的壓電致動(dòng)器包括:配置成響應(yīng)于施加于其的電壓彼此同時(shí)產(chǎn)生第一和第二振動(dòng)模式的大致為長(zhǎng)方體的壓電元件；所述壓電元件具有活性部分，所述活性部分位于設(shè)置在壓電元件中的多個(gè)內(nèi)部電極之間，并且配置成響應(yīng)于施加于其的電壓進(jìn)行位移；所述壓電元件的一個(gè)外表面包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第二區(qū)域例如從第一區(qū)域突出并與所述一個(gè)外表面中對(duì)應(yīng)于活性部分的區(qū)域重疊；所述第二區(qū)域具有配置成與被驅(qū)動(dòng)體接觸并與其產(chǎn)生摩擦力的平坦表面；所述平坦表面在所述壓電元件的縱向上比在其橫向上短；并且所述平坦表面在其橫向中心區(qū)域在所述壓電元件的縱向上比在其橫向端部區(qū)域長(zhǎng)。
[0006]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的壓電致動(dòng)器中，第二區(qū)域具有上述平坦表面，并且位于例如與所述一個(gè)外表面中對(duì)應(yīng)于活性部分的區(qū)域重疊的位置。因此，第二區(qū)域包括響應(yīng)于施加于其的電壓而產(chǎn)生相對(duì)大的位移的區(qū)域，該區(qū)域作為大面積。這使所述壓電元件與所述被驅(qū)動(dòng)體彼此大面積接觸并產(chǎn)生大的摩擦力。平坦表面的橫向端部區(qū)域位于在所述壓電元件的橫向方向上的非活性部分中，或者相比平坦表面的中心區(qū)域橫向更接近非活性部分。非活性部分不被施加于其的電壓位移，因此起到抑制第二區(qū)域位移的作用。由于平坦表面在橫向端部區(qū)域比橫向中心區(qū)域在縱向上更短，抑制壓電元件位移的區(qū)域具有相對(duì)小的面積。因此，具有上述平坦表面的第二區(qū)域提高了壓電致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力。
[0007]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的壓電致動(dòng)器中，所述平坦表面的橫向長(zhǎng)度等于或短于活性部分的橫向長(zhǎng)度。在這種情況下，當(dāng)從與所述一個(gè)外表面正交的方向觀察時(shí)，平坦表面位于所述活性部分的內(nèi)部。因此，這可以限制平坦表面的橫向端部抑制壓電元件位移。
[0008]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的壓電致動(dòng)器中，當(dāng)從與所述一個(gè)外表面正交的方向觀察時(shí)，第二區(qū)域可與活性部分的中心重疊?；钚圆糠值闹行氖琼憫?yīng)于施加于其的電壓的產(chǎn)生最大位移的位置。當(dāng)所述第二區(qū)域與活性部分的中心重疊時(shí)，由施加于其的電壓產(chǎn)生的第二區(qū)域的位移增加。
[0009]從以下給出的【具體實(shí)施方式】和僅通過(guò)舉例說(shuō)明的方式給出并且因此不認(rèn)為限制本發(fā)明的附圖中，將會(huì)更全面地理解本發(fā)明。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步的適用范圍從以下給出的【具體實(shí)施方式】中將變得顯而易見(jiàn)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，【具體實(shí)施方式】和具體的實(shí)例，雖然指示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，僅通過(guò)舉例說(shuō)明的方式給出，因?yàn)楸景l(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種變化和修改，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，從所述【具體實(shí)施方式】中將變得顯而易見(jiàn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是根據(jù)一實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器的透視圖；
[0012]圖2是壓電元件的透視圖；
[0013]圖3是沿圖1所示的線II1-1II截取的剖視圖；
[0014]圖4是圖1所示的多層壓電致動(dòng)器的分解透視圖；
[0015]圖5A和圖5B是各自示出根據(jù)所述實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器的振動(dòng)模式的視圖；
[0016]圖6A和圖6B是各自示出根據(jù)所述實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器如何驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的視圖；
[0017]圖7是示出制造根據(jù)所述實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器的方法的流程圖；
[0018]圖8是示出通過(guò)層壓和沖壓工藝獲得的多層體的透視圖；
[0019]圖9是經(jīng)過(guò)沖壓工藝的多層體的側(cè)視圖；并且
[0020]圖1OA是示出在驅(qū)動(dòng)時(shí)根據(jù)所述實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器的位移大小的視圖，并且圖1OB是示出示出在驅(qū)動(dòng)時(shí)傳統(tǒng)的多層壓電致動(dòng)器的位移大小的視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]在下文中，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在說(shuō)明中，相同的構(gòu)成部分或具有相同功能的那些構(gòu)成部分將用相同的標(biāo)記指代，同時(shí)省略對(duì)其重復(fù)的描述。
[0022]參考圖1至圖4，將對(duì)根據(jù)一實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是根據(jù)本實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器的透視圖。圖2是壓電元件的透視圖。圖3是沿圖1所示的線II1-1II截取的剖視圖。圖4是圖1所示的多層壓電致動(dòng)器的分解透視圖。圖3和4由單點(diǎn)劃線(dash-single-dot)在多層壓電致動(dòng)器的縱向中心描繪中心線CL。在圖4中，假定通孔導(dǎo)體在垂直延伸的單點(diǎn)劃線通過(guò)的位置形成，同時(shí)通孔省略，因?yàn)樗浅Ｐ　?br> [0023]如圖1所示，多層壓電致動(dòng)器I響應(yīng)施加于其的AC電壓進(jìn)行位移，以便移動(dòng)被驅(qū)動(dòng)體DB (例如，轉(zhuǎn)子)。多層壓電致動(dòng)器I包括通過(guò)將多個(gè)壓電層層壓并集成在一起形成的基本上為長(zhǎng)方體的壓電元件2。壓電元件2具有多層部分3和保護(hù)膜5。
[0024]壓電元件2的多層部分3具有矩形的第一主表面(在圖1的上面)3a和矩形的第二主表面(在圖1的下面)3b。在以下的說(shuō)明中，第一和第二主表面3a、3b的較長(zhǎng)和較短側(cè)方向以及第一和第二主表面3a、3b彼此相對(duì)所沿的方向，即壓電層的層壓方向，將分別稱為多層部分3(壓電元件2)的縱向、橫向和厚度方向。多層部分3設(shè)定為分別在長(zhǎng)度、寬度和厚度方向具有約為I至20 mm、I至10 mm和0.2至5 mm的尺寸。在本實(shí)施例中，橫向方向與寬度方向一致，并且縱向方向垂直于橫向方向延伸。
[0025]外部電極層11設(shè)置在多層部分3的第一主表面3a的縱向中心位置。當(dāng)在上面安裝另一個(gè)外部裝置時(shí)，夕卜部電極層11作為端電極。外部電極層11以橫向方向設(shè)置在第一主表面3a的縱向中心位置。外部電極層11包括在第一主表面3a上彼此電絕緣的第一外部電極12、接地外部電極13和第二外部電極14。
[0026]第一外部電極12位于橫向方向的一端側(cè)并且具有矩形形狀。第一外部電極12連接到外部裝置的電壓輸出端。接地外部電極13位于橫向方向上的大致中心并且具有矩形形狀。接地外部電極13連接到外部裝置的接地端。第二外部電極14位于橫向方向的另一端側(cè)并且具有矩形形狀。第二外部電極14連接到外部裝置的電壓輸出端。第一外部電極12、接地外部電極13以及第二外部電極14通過(guò)將導(dǎo)電膏施加到壓電元件2的第一主表面3a并在預(yù)先確定的溫度(例如，約700°C)燒結(jié)該導(dǎo)電膏而形成。通過(guò)燒結(jié)導(dǎo)電膏得到的燒結(jié)的電極層可以進(jìn)一步進(jìn)行電鍍，以便在其上形成鍍層。包含主要由Ag組成的導(dǎo)電材料的物質(zhì)可作為導(dǎo)電膏使用。鍍層的一個(gè)實(shí)例是Ni/Au鍍層。
[0027]外部電極12、13、14也可通過(guò)濺射、氣相沉積等使用在對(duì)應(yīng)于外部電極12、13、14的部分形成有相應(yīng)開(kāi)口的金屬掩模形成，在這種情況下構(gòu)成外部電極12、13、14的薄膜結(jié)構(gòu)的實(shí)例包括Cr/N1、NiAu/Ag、SnAg以及Au。
[0028]如圖2所示，多層部分3的第二主表面3b包括第一區(qū)域4A和一對(duì)從第一區(qū)域4A突出的第二區(qū)域AB1JB2O第二區(qū)域4Bp4B2的位置設(shè)置成在例如在平行于壓電層10、20、
30、40、50、70的層壓方向的方向從第一區(qū)域4A突出。
[0029]令L為多層部分3的縱向尺寸，第二區(qū)域AB1設(shè)置成在例如與多層部分3的一個(gè)縱向端部3c隔開(kāi)L/3的位置在多層部分3的寬度方向延伸。第二區(qū)域4B2設(shè)置成在例如與多層部分3的另一個(gè)縱向端部3d隔開(kāi)L/3的位置在多層部分3的寬度方向延伸(參見(jiàn)圖3)。在本實(shí)施例中，每個(gè)第二區(qū)域4Bp4B2的橫向長(zhǎng)度與多層部分3的寬度相同。
[0030]保護(hù)膜5由比多層部分3硬的材料構(gòu)成，其實(shí)例包括DLC (類金剛石碳)、TiN、SiC和BP (磷化硼)。保護(hù)膜5覆蓋第二主表面3b (第一區(qū)域4A和第二區(qū)域4Bp4B2)。保護(hù)膜5構(gòu)成壓電元件2的一個(gè)外表面。保護(hù)膜5具有覆蓋第一區(qū)域4A的第一區(qū)域5A和覆蓋第二區(qū)域4Bp4B2的第二區(qū)域第二區(qū)域SB1AB2在平行于壓電層10、20、30、40、50、70的層壓方向的方向上從第一區(qū)域5Α突出。
[0031]在本實(shí)施例中，保護(hù)膜5的第二區(qū)域5B1、5B2分別具有平坦表面5Bn、5B21。平坦表面5Bn、5B21作為與被驅(qū)動(dòng)體DB接觸并與其產(chǎn)生摩擦力的摩擦部分。被驅(qū)動(dòng)體DB被摩擦力移動(dòng)。當(dāng)壓電元件2不具有保護(hù)膜5時(shí)，第二主表面3b的第二區(qū)域4Bp4B2具有作為摩擦部分的平坦表面?？傮w上保護(hù)膜5并不總是需要覆蓋第二主表面3b，而是可以制成例如覆蓋至少第二區(qū)域AB1JB215保護(hù)膜5的厚度例如約為0.5到20 μ m。
[0032]當(dāng)從所述第二主表面(圖2中的上面)3b側(cè)觀察時(shí)，每個(gè)平坦表面的5Bn、5B21具有橢圓形狀，其在壓電元件2的橫向方向上的直徑比其在縱向方向上的大。也就是說(shuō)，每個(gè)平坦表面5Bn、5B21在壓電元件2的縱向方向上的直徑(長(zhǎng)度)Lp2比在壓電元件2的橫向方向上的直徑(長(zhǎng)度)LP1短。每個(gè)平坦表面5Bn、5B21的橫向中心區(qū)域的縱向長(zhǎng)度(直徑)LP2比在其橫向端部區(qū)域的縱向長(zhǎng)度Lp3長(zhǎng)。橫向中心區(qū)域是每個(gè)平坦表面5Bn、5B21在橫向方向上的中心區(qū)域，并且橫向端部區(qū)域是其在橫向方向上的端部區(qū)域。在本實(shí)施例中，每個(gè)平坦表面5Bn、5B21在橫向中心區(qū)域的縱向長(zhǎng)度等于每個(gè)平坦表面5Bn、5B21在壓電元件2的縱向上的長(zhǎng)度。當(dāng)從第二主表面3b側(cè)觀察時(shí)，每個(gè)平坦表面5Bn、5B21可以具有在壓電元件2的橫向方向上的長(zhǎng)度比在其縱向方向上長(zhǎng)、同時(shí)其橫向端部具有側(cè)面的(任何基本上為矩形和多邊形形狀和它們的組合的)形狀。在這種情況下，每個(gè)平坦表面5Bn、5B21在橫向中心區(qū)域還具有比在橫向端部區(qū)域更長(zhǎng)的縱向長(zhǎng)度。在每個(gè)平坦表面5Bn、5B21中，中心區(qū)域是包括至少穿過(guò)其中心并且沿其縱向方向擺放的線段的區(qū)域。每個(gè)平坦表面5Bn、5B21中的端部區(qū)域是包括至少一個(gè)其橫向端的區(qū)域。
[0033]如圖3和4所示，多層部分3構(gòu)造為多層體，其中具有壓電特性(即，當(dāng)施加電壓時(shí)適于變形)的矩形片狀壓電層10、20、30、40、50、60、70、中繼電極層21、第一內(nèi)部電極層
31、第一接地電極層(接地電極層)41以及第二內(nèi)部電極層51層壓。中繼電極層21、第一內(nèi)部電極層31、第一接地電極層(接地電極層)41以及第二內(nèi)部電極層51在壓電元件2內(nèi)沿壓電層10、20、30、40、50、70的層壓方向(即，壓電元件2的厚度方向)逐個(gè)布置。
[0034]外部電極層11在作為多層部分3的第一主表面3a的壓電層10上(將在后面說(shuō)明)形成。中繼電極層21、第一內(nèi)部電極層31、第一接地電極層41和第二內(nèi)部電極層51分別在壓電層20、30、40和50上形成。
[0035]每個(gè)壓電層10、20、30、40、50、70例如由主要由PZT組成的壓電陶瓷材料制成。每個(gè)壓電層10、20、30、40、50、70具有例如約10至10ym的厚度。實(shí)際上在多層壓電致動(dòng)器I中，多個(gè)壓電層10、20、30、40、50、70集成到其邊界難識(shí)別的程度。
[0036]中繼電極層21在壓電層20的縱向中心位置橫向地布置在壓電層20上。中繼電極層21包括在壓電層20上彼此電絕緣的第一中繼電極22、接地中繼電極23和第二中繼電極24。第一中繼電極22位于橫向方向的一端側(cè)并且具有矩形形狀。接地中繼電極23位于橫向方向的中心并且具有矩形形狀，該矩形形狀的縱向方向定向在橫向方向上。第二中繼電極24位于橫向方向的另一端側(cè)并且具有矩形形狀。
[0037]第一內(nèi)部電極層31包括在壓電層30上彼此電絕緣的第一電極32、接地中繼電極33和第二電極34。接地中繼電極33安置在例如當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)與處在縱向中心位置的接地中繼電極23重疊的位置，并且具有矩形形狀。
[0038]第一電極32具有電極部分32a和中繼電極部分32b。電極部分32a設(shè)置成相比壓電元件2的縱向中心位置更靠近一端3c (即更靠近壓電層30的一端30c)。電極部分32a安置在例如在從接地中繼電極33延伸到一端30c的基本上所有區(qū)域中覆蓋壓電層30的上表面的位置，并且具有矩形形狀。厚度形成區(qū)域101在電極部分32a中對(duì)應(yīng)于第二區(qū)域4Bi的位置形成。當(dāng)在壓電元件2的厚度方向觀察時(shí)，厚度形成區(qū)域101具有長(zhǎng)方體的形狀，其在壓電元件2的橫向方向上比在其縱向方向上長(zhǎng)。厚度形成區(qū)域101的橫向長(zhǎng)度可以等于或短于電極部分32a在壓電元件2的橫向方向上的長(zhǎng)度。厚度形成區(qū)域101由與電極部分32a相同的導(dǎo)電材料制成，并且具有例如約0.5至10 μ m的高度。
[0039]中繼電極部分32b設(shè)置在縱向中心。中繼電極部分32b安置在例如從電極部分32a突出到縱向中心位置并且當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)與第一中繼電極22重疊的位置，并且具有矩形形狀。
[0040]第二電極34具有電極部分34a和中繼電極部分34b。電極部分34a設(shè)置成相比壓電元件2的縱向中心位置更靠近另一端3d(即更靠近壓電層30的另一端30d)。電極部分34a安置在例如在從接地中繼電極33延伸到另一端30d的基本上所有區(qū)域中覆蓋壓電層30的上表面的位置，并且具有矩形形狀。具有與厚度形成區(qū)域101相同的形狀和厚度的厚度形成區(qū)域102在電極部分34a中對(duì)應(yīng)于第二區(qū)域4B2的位置形成。厚度形成區(qū)域102由與電極部分34a相同的導(dǎo)電材料制成。
[0041]中繼電極部分34b設(shè)置在縱向中心。中繼電極部分34b安置在例如從電極部分34a突出到縱向中心位置并且當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)與第二中繼電極24重疊的位置，并且具有矩形形狀。
[0042]第一接地電極層41包括在壓電層40上彼此電絕緣的第一中繼電極42、接地電極43和第二中繼電極44。接地電極43安置在例如覆蓋壓電層40的上表面的基本上整個(gè)表面的位置，并且具有大致為矩形的形狀。接地電極43設(shè)置成例如當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)與電極部分32a、34a及接地中繼電極23、33都重疊。具有與厚度形成區(qū)域101相同的形狀和厚度的厚度形成區(qū)域111在接地電極43中對(duì)應(yīng)于第二區(qū)域4Bi的位置形成。類似地，具有厚度形成區(qū)域101相同的形狀和厚度的厚度形成區(qū)域112在接地電極43中對(duì)應(yīng)于第二區(qū)域4B2的位置形成。厚度形成區(qū)域111、112由與接地電極43相同的導(dǎo)電材料制成。
[0043]在接地電極43的縱向中心位置，在壓電層40的橫向方向的兩端側(cè)形成矩形凹進(jìn)。第一和第二中繼電極42、44分別設(shè)置在所述凹進(jìn)處。第一中繼電極42安置在例如當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)與中繼電極部分34b和第一中繼電極22重疊的位置。第二中繼電極44安置在例如當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)與中繼電極部分34b和第二中繼電極24重疊的位置。
[0044]第二內(nèi)部電極層51包括在壓電層50上彼此電絕緣的第三電極54、接地中繼電極53和第四電極52。接地中繼電極53安置在例如當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)與處在縱向中心位置的接地中繼電極23、33重疊的位置，并且具有矩形形狀。
[0045]第三電極54具有電極部分54a和中繼電極部分54b。電極部分54a設(shè)置成相比壓電元件2的縱向中心位置更靠近一端3c (即更靠近壓電層50的一端50c)。具有與厚度形成區(qū)域101相同的形狀和厚度的厚度形成區(qū)域121在電極部分54a中對(duì)應(yīng)于第二區(qū)域4Bi的位置形成。厚度形成區(qū)域121由與電極部分54a相同的導(dǎo)電材料制成。
[0046]中繼電極部分54b設(shè)置在縱向中心。電極部分54a安置在例如在從接地中繼電極53延伸到一端50c的基本上所有區(qū)域中覆蓋壓電層50的上表面的位置，并且具有矩形形狀。結(jié)果，當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)，電極部分54a與電極部分32a及接地電極43的一部分重疊。中繼電極部分54b具有矩形形狀，例如從電極部分54a突出到縱向中心位置，并且當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)與第二中繼電極24、44及中繼電極部分34b重疊。
[0047]第四電極52包括電極部分52a和中繼電極部分52b。電極部分52a設(shè)置成相比壓電元件2的縱向中心位置更靠近另一端3d(即更靠近壓電層50的另一端50d)。具有與厚度形成區(qū)域101相同的形狀和厚度的厚度形成區(qū)域122在電極部分52a中對(duì)應(yīng)于第二區(qū)域4Bi的位置形成。厚度形成區(qū)域122由與電極部分52a相同的導(dǎo)電材料制成。
[0048]中繼電極部分52b設(shè)置在縱向中心。電極部分52a安置在例如在從接地中繼電極53延伸到另一端50d的基本上所有區(qū)域中覆蓋壓電層50的上表面的位置，并且具有矩形形狀。結(jié)果，當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)，電極部分52a與電極部分34a及接地電極43的一部分重疊。中繼電極部分52b安置在例如從電極部分52a突出到縱向中心位置并且當(dāng)從厚度方向觀察時(shí)與第一中繼電極22、42及其上的中繼電極部分32b重疊的位置，并且具有矩形形狀。
[0049]在壓電層10、20、30、40的對(duì)應(yīng)于第一中繼電極22、42和中繼電極部分32b、52b的位置形成在其厚度方向穿透壓電層10、20、30、40的通孔。第一通孔導(dǎo)體6設(shè)置在這些通孔中。第一通孔導(dǎo)體6將第一外部電極12、第一中繼電極22、第一電極32、第一中繼電極42和第四電極52電連接在一起。
[0050]在壓電層10、20、30、40的對(duì)應(yīng)于接地中繼電極23、33、53和接地電極43的縱向中心區(qū)域的位置形成在其厚度方向穿透壓電層10、20、30、40的通孔。接地通孔導(dǎo)體7設(shè)置在這些通孔中。接地通孔導(dǎo)體7將接地外部電極13、接地中繼電極23、33、接地電極43和接地中繼電極53電連接在一起。
[0051]在壓電層10、20、30、40的對(duì)應(yīng)于第二中繼電極24、44和中繼電極部分34b、54b的位置形成在其厚度方向穿透壓電層10、20、30、40的通孔。第二通孔導(dǎo)體8設(shè)置在這些通孔中。第二通孔導(dǎo)體8將第二外部電極14、第二中繼電極24、第二電極34、第二中繼電極44和第三電極54電連接在一起。
[0052]第一通孔導(dǎo)體6、接地通孔導(dǎo)體7和第二通孔導(dǎo)體8位于壓電元件2的縱向的中心位置，并沿壓電元件2的橫向方向布置成一排。通孔導(dǎo)體6、7、8包含電導(dǎo)電材料。通孔導(dǎo)體6、7、8中所含的導(dǎo)電材料可以是從由Pd、Ag、Cu、W、Mo、Sn和Ni組成的組中選擇的至少一種金屬或含有至少一種這些金屬的合金。每個(gè)通孔導(dǎo)體6、7、8具有例如約20到100 μ m的直徑。由電極層11、21、31、41、51和壓電層10、20、30、40、50、70構(gòu)成的壓電元件2包括厚度調(diào)整層LY1、LY2和用于振動(dòng)壓電元件2的驅(qū)動(dòng)層LY3。驅(qū)動(dòng)層LY3包括活性部分，而每個(gè)厚度調(diào)整層LY1、LY2包括非活性部分。
[0053]驅(qū)動(dòng)層LY3由第一內(nèi)部電極層31、壓電層30、第一接地電極層41、壓電層40和第二內(nèi)部電極層51構(gòu)成。厚度調(diào)整層LYl由壓電層10、中繼電極層21和壓電層20構(gòu)成。厚度調(diào)整層LY2由壓電層50、70構(gòu)成。在驅(qū)動(dòng)層LY3中，與第一內(nèi)部電極層31、第一接地電極層41和第二內(nèi)部電極層51重疊，并且適于響應(yīng)施加于其的電壓而進(jìn)行位移的區(qū)域，是活性部分。也就是說(shuō)，如圖4所示，活性部分在壓電元件2的橫向方向上的長(zhǎng)度，等于第一內(nèi)部電極層31、第一接地電極層41和第二內(nèi)部電極層51在壓電兀件2的橫向方向上的長(zhǎng)度LalO在驅(qū)動(dòng)層LY3中，與第一內(nèi)部電極層31、第一接地電極層41和第二內(nèi)部電極層51都不重疊，并且不響應(yīng)施加于其的電壓進(jìn)行位移的區(qū)域，是非活性部分。在制造壓電元件2時(shí)，對(duì)厚度調(diào)整層LY1、LY2進(jìn)行拋光以便調(diào)整其厚度，從而調(diào)節(jié)壓電元件2中的振動(dòng)頻率。厚度調(diào)整層LY1、LY2設(shè)定為大致相同的厚度，由此壓電元件2具有關(guān)于厚度方向?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)。
[0054]在驅(qū)動(dòng)層LY3中，位于第一內(nèi)部電極層31與第一接地電極層41之間的壓電層30和位于第一接地電極層41與第二內(nèi)部電極層51之間的壓電層40已經(jīng)極化。極化從第一內(nèi)部電極層31到第一接地電極層41并且從第二內(nèi)部電極層51到第一接地電極層41施加影響。
[0055]在多層部分3中，第二區(qū)域4Bp4B2從第一區(qū)域4A突出，突出的量對(duì)應(yīng)于厚度形成區(qū)域101、102、111、112、121、122的厚度。因此，第二區(qū)域4Bp4B2突出的高度可以通過(guò)厚度形成區(qū)域的數(shù)量和高度來(lái)調(diào)整。
[0056]多層壓電致動(dòng)器I的操作現(xiàn)在將參考圖5A、5B、6A和6B進(jìn)行說(shuō)明。圖5A和圖5B是各自示出多層壓電致動(dòng)器I的振動(dòng)模式的視圖。圖6A和圖6B是各自示出多層壓電致動(dòng)器1如何驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)體08的視圖。
[0057]多層壓電致動(dòng)器1在驅(qū)動(dòng)時(shí)具有兩個(gè)諧振模式。具體地，多層壓電致動(dòng)器1根據(jù)相互疊加的如圖5八所示的壓電元件2的縱向振動(dòng)的縱向振動(dòng)模式和如圖58所示的壓電元件2的厚度方向的彎曲振動(dòng)模式而振動(dòng)。在縱向和彎曲振動(dòng)模式中的各諧振頻率已經(jīng)通過(guò)拋光壓電元件2的厚度調(diào)整層參見(jiàn)圖3)而適合彼此。
[0058]圖6八和68示出縱向和彎曲振動(dòng)模式相互疊加的狀態(tài)。由第一電極32、接地電極43及壓電層30構(gòu)成的活性部分八1和由第四電極52、接地電極43及壓電層40構(gòu)成的活性部分八4被驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，如圖6八所示，保護(hù)膜5的第二區(qū)域582中的平坦表面5821與被驅(qū)動(dòng)體08接觸，從而在第二區(qū)域582的平坦表面5821與被驅(qū)動(dòng)體08之間產(chǎn)生摩擦力。在第二區(qū)域582的平坦表面5821與被驅(qū)動(dòng)體08之間產(chǎn)生的摩擦力使被驅(qū)動(dòng)體08在圖6八中箭頭方向上移動(dòng)。由于因施加電壓所引起的位移在活性部分八1、八4的中心最大，因此當(dāng)從壓電元件2的厚度方向觀察時(shí)，所述第二區(qū)域582可以與活性部分八1、八4的中心重疊。
[0059]由第二電極34、接地電極43及壓電層30構(gòu)成的活性部分八2和由第三電極54、接地電極43及壓電層40構(gòu)成的活性部分八3被驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，如圖68所示，保護(hù)膜5的第二區(qū)域58^中的平坦表面58”與被驅(qū)動(dòng)體08接觸，從而在第二區(qū)域58^的平坦表面58。與被驅(qū)動(dòng)體08之間產(chǎn)生摩擦力。在第二區(qū)域58^的平坦表面58。與被驅(qū)動(dòng)體08之間產(chǎn)生的摩擦力使被驅(qū)動(dòng)體08在圖68中箭頭方向上移動(dòng)。由于因施加電壓所引起的位移在活性部分八2、八3的中心最大，因此當(dāng)從壓電元件2的厚度方向觀察時(shí)，所述第二區(qū)域58^可以與活性部分八2、八3的中心重疊。
[0060]當(dāng)壓電元件2通過(guò)將彼此相移90。的電壓分別施加到第一和第二外部電極12、14而驅(qū)動(dòng)時(shí)，彼此相移180。的橢圓形運(yùn)動(dòng)分別在摩擦部分(平坦表面58^5?]出現(xiàn)。結(jié)果，摩擦力交替地作用在被驅(qū)動(dòng)體08上，由此使被驅(qū)動(dòng)體08移動(dòng)。
[0061]參考圖3和圖6，上述振動(dòng)分別在壓電元件2的縱向中心位置、與一端3。隔開(kāi)1/6的位置以及與另一端3(1隔開(kāi)1/6的位置具有節(jié)點(diǎn)(其中無(wú)振幅在振動(dòng)中出現(xiàn)一端3匕另一端3(1、與一端3。隔開(kāi)173的位置(即，設(shè)置第二區(qū)域58^的位置)以及與另一端3(1隔開(kāi)1/3的位置(即，第二區(qū)域582設(shè)置的位置)是最大振幅出現(xiàn)的位置。
[0062]制造根據(jù)本實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器1的方法現(xiàn)在將參考圖7進(jìn)行說(shuō)明。圖7是示出制造根據(jù)本實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器1的方法的流程圖。
[0063]如圖7所示，制造多層壓電致動(dòng)器1的方法始于涂層制備工藝31。所述涂層制備工藝51將用于制造壓電層10至70的壓電材料、有機(jī)溶劑和有機(jī)粘合劑混合在一起，以便將它們變成涂層材料。隨后，執(zhí)行片材制備工藝32。片材制備工藝32將通過(guò)涂層制備工藝51制得的涂層材料施加到？?jī)r(jià)膜201，以便形成各自具有對(duì)應(yīng)于每個(gè)壓電層的厚度的壓電片材。
[0064]在片材制備工藝32之后，執(zhí)行通孔形成工藝33。通孔形成工藝33在使壓電片材在對(duì)應(yīng)于布置通孔導(dǎo)體6、7、8的位置的預(yù)定位置形成通孔。在使壓電片材形成通孔之后，執(zhí)行內(nèi)部電極印刷工藝54和電極材料圖案形成工藝35。內(nèi)部電極印刷工藝34可以在電極材料圖案形成工藝35之后執(zhí)行。
[0065]使用導(dǎo)電膏，內(nèi)部電極印刷工藝34通過(guò)絲網(wǎng)印刷等使未切割的壓電層10至70的上表面形成它們的對(duì)應(yīng)的電極圖案和通孔導(dǎo)體圖案。在這里，壓電層10至70形成有對(duì)應(yīng)于外部電極層11、中繼電極層21、第一內(nèi)部電極層31、第一接地電極層41、第二內(nèi)部電極層51以及通孔導(dǎo)體6、7、8的圖案。
[0066]電極材料圖案形成工藝35通過(guò)絲網(wǎng)印刷等為至少第一內(nèi)部電極層31、第一接地電極層41以及第二內(nèi)部電極層51的期望位置提供導(dǎo)電膏，其中所述導(dǎo)電膏由與相應(yīng)的電極層相同的材料制成。所述導(dǎo)電膏分別變?yōu)楹穸刃纬蓞^(qū)域101、102、111、112、121、122。每個(gè)厚度形成區(qū)域101至122形成長(zhǎng)方體。例如，厚度形成區(qū)域101至122分別在縱向和橫向方向具有約0.5至5臟以及0.5至10臟的長(zhǎng)度。厚度形成區(qū)域101至122具有例如約0.5至100 0的厚度，其可以通過(guò)例如重復(fù)絲網(wǎng)印刷工藝的數(shù)量等調(diào)整。
[0067]層壓和沖壓工藝36將未切割的壓電層10、20、30、40、50、70以此順序?qū)R層壓，以便產(chǎn)生如圖8所示的多層體80。多層體80通過(guò)等靜壓制進(jìn)行沖壓。如圖9所示，設(shè)置在
丁膜201上的多層體80放置在基片202上。多層體80、？21膜201和基片202用真空包裝膜203、204真空密封。真空密封的多層體80沉入到儲(chǔ)存在水槽中的水中，例如，以便進(jìn)行等靜壓制。等靜壓制導(dǎo)致多層體80的不與？￡1膜201接觸的外表面突出。如圖9所示，這樣就形成了第二區(qū)域48^48^基片202防止多層體80的與？21膜201接觸的外表面突出。這就以良好的選擇性在壓電元件2的一個(gè)外表面上形成第二區(qū)48^48^通過(guò)等靜壓制施加到多層體80的壓強(qiáng)例如大約為1000匕？八1112 (約1001？^。水的溫度約為例如601。在等靜壓制之后，執(zhí)行脫粘和燒制工藝37?；?02由例如不銹鋼制成。
[0068]壓電材料膏通過(guò)具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于使多層體80形成凹部的加工精度的位置精度的分配器或絲網(wǎng)印刷施加。這提高了用于形成第二區(qū)域48^4?的位置精度，并且從而可以防止第二區(qū)域48^4?的位置偏移。當(dāng)壓電材料膠通過(guò)分配器或絲網(wǎng)印刷施加時(shí)，壓電材料圖案的高度可以如上所述保持得低，由此多層壓電致動(dòng)器1可以獲得較低的剖面。通過(guò)分配器或絲網(wǎng)印刷進(jìn)行施加是已知工藝，其可以以非常低的成本容易地形成第二區(qū)域48^48^
[0069]接下來(lái)，執(zhí)行脫粘和燒制工藝37。在這里，在預(yù)定的熱處理?xiàng)l件下，對(duì)多層體80脫粘并且然后燒制。這使燒制的多層體80形成了與對(duì)應(yīng)于活性部分的區(qū)域重疊的第二區(qū)域48^48^例如，每個(gè)第二區(qū)域48^4?具有約5至30 9 III的高度以及約0.5至2臟的寬度。
[0070]在燒制多層體80之后，執(zhí)行拋光工藝38。拋光工藝58拋光厚度調(diào)整層口1、1^2，以便彼此適應(yīng)各自的縱向和彎曲振動(dòng)模式的諧振頻率。具體地，對(duì)壓電層10或70拋光。在拋光工藝38之后，第二區(qū)域48^4?部分地變平，以便形成各自的平坦表面。
[0071〕 隨后，執(zhí)行表面電極形成工藝39。在這里，使用導(dǎo)電膏，通過(guò)絲網(wǎng)印刷等在壓電層10的上表面上形成對(duì)應(yīng)于第一外部電極12、接地外部電極13以及第二外部電極14的電極圖案，所述第一外部電極12、接地外部電極13以及第二外部電極14的電極圖案用于將暴露于壓電層10的上表面的通孔導(dǎo)體6、7、8電連接到外部電路。此后，電極圖案在預(yù)定的熱處理?xiàng)l件下燒結(jié)。這形成第一外部電極12、接地外部電極13和第二外部電極14。外部電極12、13、14可通過(guò)濺射、氣相沉積等通過(guò)如上所述的金屬掩模形成。
[0072]接下來(lái)，執(zhí)行保護(hù)膜形成工藝310。保護(hù)膜形成工藝310形成保護(hù)膜5以便覆蓋形成有第二區(qū)域48^4?的多層體80的整個(gè)外表面。對(duì)于形成保護(hù)膜5，等離子體”0等可以使用。在保護(hù)膜形成工藝310之后，分別形成具有平坦表面58^58^的第二區(qū)域58^58^
[0073]當(dāng)在多層體80的厚度方向觀察時(shí)，每個(gè)平坦表面58^580具有橢圓形形狀，其中在壓電元件2的縱向方向的直徑比在其橫向方向的直徑、短。在平坦表面58^58^的橫向方向上的端部區(qū)域中，可以形成不與第一內(nèi)部電極層31、第一接地電極層41和第二內(nèi)部電極層51的任何一個(gè)重疊的部分。這樣的部分與非活性部分重疊并且作用以便抑制第二區(qū)域58^?位移。如上所述形成橢圓形的平坦表面58^5?減少了在平坦表面58。、5821中的端部區(qū)域。在壓電元件2的橫向方向上的每個(gè)58^580的長(zhǎng)度、等于或短于在壓電元件2的橫向的方向上的活性部分的長(zhǎng)度131。不同于上述橢圓形形狀，每個(gè)平坦表面可以具有在壓電兀件2的橫向方向上的長(zhǎng)度大于在其縱向方向上的長(zhǎng)度、同時(shí)其橫向端部具有側(cè)面的形狀(任何基本上為矩形的和多邊形形狀和它們的組合在這種情況下，每個(gè)平坦表面58^580在橫向中心區(qū)域還具有比在橫向端部區(qū)域更長(zhǎng)的縱向長(zhǎng)度。也就是說(shuō)，本實(shí)施例中的端部區(qū)域比在在橫向中心區(qū)域的縱向長(zhǎng)度等于在橫向端部區(qū)域的縱向長(zhǎng)度的情況下小。每個(gè)平坦表面58^582的橫向長(zhǎng)度可以等于或短于上述電極的橫向長(zhǎng)度。
[0074]接下來(lái)，執(zhí)行極化工藝311。為了使壓電材料達(dá)到固定的極性，極化工藝311通過(guò)已知的技術(shù)執(zhí)行極化。此后，執(zhí)行用于將多層體80切割成壓電元件2的切片工藝312。多層體80沿圖8中所示的虛線切割。單獨(dú)切割的壓電元件2放到滾筒拋光機(jī)中，以便執(zhí)行滾筒拋光工藝313。最后，執(zhí)行用于檢查電學(xué)特性的電學(xué)特性檢查工藝314和外部檢查工藝315，從而結(jié)束在圖7中所示的制造工藝。
[0075]由此構(gòu)造的多層壓電致動(dòng)器1的操作和效果現(xiàn)在將進(jìn)行說(shuō)明。
[0076]如上所述，多層壓電致動(dòng)器1包括:通過(guò)層壓多個(gè)壓電層形成的長(zhǎng)方體元件體，其具有第一和第二主表面；布置在該兀件體內(nèi)以便相對(duì)第一和第二主表面的第一內(nèi)部電極層，其具有第一電極和第二電極，其中第一電極包括相比兀件體的縱向方向的中心位置布置得更靠近一端的電極部分，第二電極與第一電極電絕緣、包括相比中心位置布置得更靠近另一端的電極部分；接地電極層，其具有布置在元件體內(nèi)、以便通過(guò)第二主表面?zhèn)鹊膲弘妼酉鄬?duì)第一內(nèi)部電極層的第一和第二電極的電極部分的接地電極；布置在元件體內(nèi)以便通過(guò)壓電層與接地電極層相對(duì)的第二內(nèi)部電極層，其具有第三電極和第四電極，其中第三電極包括相比中心位置布置得更靠近一端的電極部分，第四電極與第三電極電絕緣、包括相比中心位置布置得更靠近另一端的電極部分；在所述第一主表面上形成的外部電極層，其具有彼此電絕緣的第一外部電極、第二外部電極和接地外部電極；在元件體內(nèi)厚度方向上延伸、以便將第一外部電極、第一電極和第四電極彼此電連接的第一通孔導(dǎo)體，其中厚度方向?yàn)閴弘妼拥膶訅悍较?；在元件體內(nèi)厚度方向上延伸、以便將第二外部電極、第二電極和第三電極彼此電連接的第二通孔導(dǎo)體；以及在元件體內(nèi)厚度方向延伸、以便將接地外部電極和接地電極彼此電連接的接地通孔導(dǎo)體；第一通孔導(dǎo)體、第二通孔導(dǎo)體和接地通孔導(dǎo)體放置在中心位置并且沿所述元件體的橫向方向布置成一排；并且壓電致動(dòng)器1在其縱向方向產(chǎn)生縱向振動(dòng)并在其厚度方向產(chǎn)生彎曲振動(dòng)。
[0077]在根據(jù)本實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器1中，用于在壓電元件2內(nèi)將第一外部電極12、第一電極32和第四電極52彼此電連接的第一通孔導(dǎo)體6，用于在壓電兀件2內(nèi)將第二外部電極14、第二電極34和第三電極54彼此電連接的第二通孔導(dǎo)體8，以及用于在壓電元件2內(nèi)將接地外部電極13和接地電極43彼此電連接的接地通孔導(dǎo)體7放置在所述壓電元件2的縱向中心位置，并且在壓電元件2的橫向方向布置成一排。電極間的電連接通過(guò)在壓電元件2內(nèi)形成的通孔導(dǎo)體6、7、8實(shí)現(xiàn)。因此，壓電致動(dòng)器1可以無(wú)需考慮與其他組件接觸而設(shè)計(jì)，并且其組件可以比在傳統(tǒng)多層壓電致動(dòng)器中提供側(cè)電極的情況下制作得更小。
[0078]用于將電極彼此連接的通孔導(dǎo)體6、7、8設(shè)置在壓電元件2內(nèi)，從而可以防止受到其周圍環(huán)境的影響。這可以提高可靠性。當(dāng)存在側(cè)電極時(shí)，在制造過(guò)程中，在形成多層體80并將其切割成壓電元件之后形成用于每個(gè)壓電元件的側(cè)電極的過(guò)程是必需的。在壓電元件2內(nèi)提供通孔導(dǎo)體6、7、8可以除去在切割多層體80之后的側(cè)電極形成過(guò)程。
[0079]通過(guò)接地電極43，相對(duì)于壓電元件2的縱向中心位置對(duì)角地安置的第一和第四電極32、52彼此電連接，同時(shí)類似安置的第二和第三電極34、54彼此電連接。因此，多層壓電致動(dòng)器1引起在縱向方向上的縱向振動(dòng)和在厚度方向上的彎曲振動(dòng)，其節(jié)點(diǎn)位于所述壓電元件2的中心位置(中心線1位于其中由于通孔導(dǎo)體6、7、8在作為節(jié)點(diǎn)的中心位置形成，多層壓電致動(dòng)器1可以減輕作用在通孔導(dǎo)體6、7、8上的應(yīng)力。這可以提高可靠性。
[0080]設(shè)置通孔導(dǎo)體的壓電元件部分的周圍在結(jié)構(gòu)上更柔軟。因此，在壓電元件2的縱向中心位置提供多個(gè)通孔導(dǎo)體6、7、8使壓電元件2的結(jié)構(gòu)在其中心位置附近更柔軟，由此壓電元件2變得更容易變形。具體地，如圖10八和108所示，根據(jù)本實(shí)施例的多層壓電致動(dòng)器1的位移(圖10八中由位移0？1表示)大于傳統(tǒng)的在縱向中心位置無(wú)通孔導(dǎo)體形成的多層壓電致動(dòng)器？的位移(在圖108中由位移這樣可以在驅(qū)動(dòng)時(shí)增加位移而無(wú)需增強(qiáng)作用在壓電元件2上的內(nèi)部應(yīng)力，從而提高性能。上文所述可提高多層壓電致動(dòng)器1的可靠性和性能，同時(shí)使它更小。
[0081〕 在多層壓電致動(dòng)器1中，壓電元件2的一個(gè)外表面包括從第一區(qū)域5八突出的第二區(qū)域58^58^同時(shí)第二區(qū)域58^5?具有配置成與被驅(qū)動(dòng)體08接觸并且與其產(chǎn)生摩擦力的平坦表面58^58^因此，作為摩擦部分的平坦表面58^580不需要構(gòu)造為與壓電元件2分離的構(gòu)件，并且壓電元件2(非活性部分)沒(méi)有必要形成用于固定分離構(gòu)件的凹陷。因此，形成平坦表面58^58^不影響非活性部分的設(shè)計(jì)和尺寸，從而可以防止壓電元件2的尺寸受限。這消除了因形成凹陷造成的摩擦部分的位置的變化，并且限制諧振頻率在諧振模式(第一和第二振動(dòng)模式)變化。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)多層壓電致動(dòng)器1的狀態(tài)可以保持不變。
[0082]由于作為摩擦部分的平坦表面58^58^不是由多層壓電致動(dòng)器1中的分離構(gòu)件構(gòu)成，因此，例如分離構(gòu)件從壓電元件2剝離的問(wèn)題不會(huì)出現(xiàn)。
[0083]在多層壓電致動(dòng)器1中，在第二區(qū)域58^、582中的每個(gè)平坦表面58。、5821在壓電元件2縱向方向的長(zhǎng)度、比在其橫向方向的長(zhǎng)度、短，而在橫向中心部分的縱向長(zhǎng)度、長(zhǎng)于在橫向端部區(qū)域的縱向長(zhǎng)度、3。第二區(qū)域58^5?位于例如與第二主表面36的活性部分對(duì)應(yīng)的活性部分重疊的位置。第二區(qū)域58^5?包括響應(yīng)于施加于其的電壓而產(chǎn)生相對(duì)大的位移的區(qū)域，該區(qū)域作為大面積。結(jié)果，在多層壓電致動(dòng)器1中，所述壓電元件2與所述被驅(qū)動(dòng)體通過(guò)大面積彼此接觸并產(chǎn)生大的摩擦力。平坦表面58^580的橫向端部區(qū)域位于所述壓電元件2的橫向方向的非活性部分中，或相比平坦表面58^582的中心區(qū)域橫向地更接近非活性部分。非活性部分不被施加于其的電壓位移，并且因此起到抑制第二區(qū)域58^5?位移的作用。由于每個(gè)平坦表面58^582在橫向端部區(qū)域的縱向長(zhǎng)度比在橫向中心區(qū)域的縱向長(zhǎng)度短，因此抑制壓電元件2位移的區(qū)域具有相對(duì)小的面積。因此，具有平坦表面58^580的第二區(qū)域58^5?提高了多層壓電致動(dòng)器1的驅(qū)動(dòng)力。
[0084]每個(gè)平坦表面58^58^在壓電元件2的橫向方向上的長(zhǎng)度、等于或短于活性部分在壓電元件2的橫向方向上的長(zhǎng)度131。結(jié)果，當(dāng)從壓電元件2的厚度方向觀察時(shí)，平坦表面58^580位于所述活性部分的內(nèi)部。這可以限制平坦表面58^582的橫向端部區(qū)域抑制壓電兀件2位移。
[0085]在多層壓電致動(dòng)器1中，當(dāng)從正交于一個(gè)外表面的方向(壓電元件2的厚度方向)觀察時(shí)，壓電元件2的每個(gè)第二區(qū)域58^5?可以與其相應(yīng)的活性部分中心重疊?；钚圆糠值闹行氖钱?dāng)電壓施加于其時(shí)產(chǎn)生最大位移的位置。當(dāng)每個(gè)第二區(qū)域58^5?與其相應(yīng)的活性部分的中心重疊時(shí)，它們響應(yīng)于施加于其的電壓進(jìn)行更多位移。
[0086]雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例以在前面說(shuō)明，但本發(fā)明并不一定限于上述實(shí)施例，并且可以在不從其主旨偏離的范圍內(nèi)以各種方式修改。
[0087]雖然位于壓電元件2的外表面的電極層(外部電極層11)和位于壓電元件2內(nèi)的電極層(中繼電極層21、第一內(nèi)部電極層31、第一接地電極層41以及第二內(nèi)部電極層51)通過(guò)安置在壓電元件2內(nèi)的通孔導(dǎo)體6、7、8彼此電連接，但這不是限制性的。例如，包括在位于所述壓電元件2內(nèi)的電極層中的電極可以拉出，以便暴露在壓電元件2的外表面，并且這樣拉出暴露在壓電兀件2的外表面的電極部分和位于壓電兀件2的外表面的電極層可以通過(guò)在壓電元件2的外表面設(shè)置的導(dǎo)體彼此電連接。與此同時(shí)，在本實(shí)施例中，保護(hù)膜5在壓電元件2的外表面上形成。當(dāng)保護(hù)膜5包含導(dǎo)電材料時(shí)，同樣優(yōu)選的是，采用通過(guò)通孔導(dǎo)體6、7、8實(shí)現(xiàn)電連接的結(jié)構(gòu)以便防止短路出現(xiàn)。
[0088]從這樣描述的本發(fā)明中，將顯而易見(jiàn)的是本發(fā)明可以以許多方式變化。這些變化不視為脫離本發(fā)明的精神和范圍，并且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的所有這些修改應(yīng)包括在隨附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種壓電致動(dòng)器，其特征在于，包括配置成響應(yīng)于施加于其的電壓彼此同時(shí)產(chǎn)生第一和第二振動(dòng)模式的大致為長(zhǎng)方體的壓電元件， 其中所述壓電元件具有活性部分，所述活性部分位于設(shè)置在所述壓電元件中的多個(gè)內(nèi)部電極之間，并且配置成響應(yīng)于施加于其的電壓產(chǎn)生位移， 其中所述壓電元件的一個(gè)外表面包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第二區(qū)域定位成從所述第一區(qū)域突出并與所述一個(gè)外表面中對(duì)應(yīng)于所述活性部分的區(qū)域重疊， 其中所述第二區(qū)域具有配置成與被驅(qū)動(dòng)體接觸并與其產(chǎn)生摩擦力的平坦表面， 其中所述平坦表面沿所述壓電元件的縱向的長(zhǎng)度比沿所述壓電元件的橫向的長(zhǎng)度短，并且 其中所述平坦表面在其橫向中心區(qū)域沿所述壓電元件的縱向的長(zhǎng)度比在其橫向端部區(qū)域沿所述壓電元件的縱向的長(zhǎng)度長(zhǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電致動(dòng)器，其特征在于，所述平坦表面的橫向長(zhǎng)度等于或短于所述活性部分的橫向長(zhǎng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電致動(dòng)器，其特征在于，當(dāng)從與所述一個(gè)外表面正交的方向觀察時(shí)，所述第二區(qū)域與所述活性部分的中心重疊。
【文檔編號(hào)】H01L41/09GK104347792SQ201410355621
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】池田佳生, 小口惠治 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社