JP2000323763A - Junction type actuator and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電素子と内部電
極とが交互に積層され、隣合う圧電素子の積層面同士が
両者間の内部電極により接合されている接合型アクチュ
エータおよびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joint type actuator in which piezoelectric elements and internal electrodes are alternately laminated, and the laminated surfaces of adjacent piezoelectric elements are joined by an internal electrode therebetween, and a method of manufacturing the same. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＰＺＴ等の圧電素子は、電圧印加により
機械的な変位を生成するアクチュエータとして広範な用
途に用いられている。その際、単独の圧電素子が生成す
る変位は小さいため、複数個（数十個程度）を積層する
ことによりアクチュエータに必要な変位を得るようにし
ている。すなわち、複数個の圧電素子を、間に電圧印加
用電極（内部電極）を挟んで積層して一体とし、各内部
電極から個々の圧電素子の両面（積層面）に電圧印加す
ることにより個々の圧電素子に変位を生成させ、全圧電
素子の変位の総和としてアクチュエータに必要な変位を
得る。2. Description of the Related Art Piezoelectric elements such as PZT are widely used as actuators for generating mechanical displacement by applying a voltage. At this time, since the displacement generated by a single piezoelectric element is small, a plurality (about several tens) of the piezoelectric elements are stacked to obtain the displacement required for the actuator. That is, a plurality of piezoelectric elements are stacked and integrated with a voltage application electrode (internal electrode) interposed therebetween, and a voltage is applied to both surfaces (laminated surface) of each piezoelectric element from each internal electrode to thereby obtain an individual piezoelectric element. A displacement is generated in the piezoelectric element, and a displacement required for the actuator is obtained as a sum of displacements of all the piezoelectric elements.
【０００３】このように圧電素子と内部電極とを交互に
積層して構成したアクチュエータは、積層型と接合型に
大別できる。積層型アクチュエータは、金属板を圧電素
子間に挟んで重ね合わせ、機械的に固定して一体とした
ものである。一方、接合型アクチュエータは、圧電素子
の積層面の一方または両方の全面に導電ペーストを塗布
し、乾燥した後に、複数枚を重ね合わせて、加圧下で導
電ペーストの焼き付けを行い、圧電素子間に導電ペース
トによる内部電極を形成すると同時に内部電極により圧
電素子同士を接合して一体としたものである。[0003] Actuators constituted by alternately laminating piezoelectric elements and internal electrodes in this way can be roughly classified into a lamination type and a junction type. The multilayer actuator is a device in which a metal plate is sandwiched between piezoelectric elements and stacked, and mechanically fixed to be integrated. On the other hand, the joint type actuator applies a conductive paste to the entire surface of one or both of the laminated surfaces of the piezoelectric elements, and after drying, a plurality of sheets are superimposed, and the conductive paste is baked under pressure, and between the piezoelectric elements. At the same time that the internal electrodes are formed of the conductive paste, the piezoelectric elements are joined together by the internal electrodes to be integrated.
【０００４】積層型アクチュエータは、圧電素子同士が
単に積層されており、相互に接合されてはいないので、
個々の圧電素子の変位の自由度が高いため、アクチュエ
ータ全体として圧電素子本来の変位特性を十分に発揮で
きる。しかし、個々の内部電極として金属板を用いるの
で、アクチュエータ製造に要する部品点数が多くなり、
製造コスト上不利である。[0004] In the laminated actuator, the piezoelectric elements are simply laminated and not joined to each other.
Since the degree of freedom of displacement of each piezoelectric element is high, the original displacement characteristics of the piezoelectric element as a whole can be sufficiently exhibited. However, since metal plates are used as individual internal electrodes, the number of parts required for manufacturing the actuator increases,
It is disadvantageous in manufacturing cost.
【０００５】接合型アクチュエータは、内部電極は圧電
素子への導電ペースト塗布・乾燥・・積層・焼き付けに
より一括して形成できるので、積層型に比べて、部品点
数が少なくできる上、一体化後に外径を一括加工できる
ので、コスト上有利である。積層型では機械的固定によ
り一体化してあるので、一体化後の外径加工は実際上で
きない。[0005] In the joint type actuator, the internal electrodes can be formed collectively by applying, drying, laminating and baking a conductive paste to the piezoelectric element, so that the number of components can be reduced as compared with the laminated type, and the external electrodes can be formed after integration. Since the diameter can be collectively processed, it is advantageous in cost. In the case of the stacked type, the outer diameter processing after integration is practically impossible since they are integrated by mechanical fixing.
【０００６】このように、接合型アクチュエータは積層
型アクチュエータに比べて製造上の利点が大きい。しか
しその反面、圧電素子の積層面全体が内部電極により接
合されているため、個々の圧電素子の変位に対する拘束
が大きく、アクチュエータ全体として圧電素子本来の変
位特性が十分に発揮できない。すなわち、アクチュエー
タとしての変位を生成するための圧電素子の厚さ方向
（積層方向）への変位（弾性変形）は、必然的に圧電素
子の径方向（積層方向に垂直な方向）への変位（弾性変
形）を伴う。圧電素子同士が接合されていると径方向へ
の変位が拘束されるので、それに伴って厚さ方向（アク
チュエータ変位方向）の変位が拘束される。特に、変位
特性は個々の圧電素子によりばらつきが生ずることが避
けられないため、変位特性の悪い素子によりアクチュエ
ータ全体の変位特性が阻害される。そのため、接合型ア
クチュエータは積層型アクチュエータに比べて変位特性
が劣るという欠点があった。As described above, the junction type actuator has a great advantage in manufacturing as compared with the stacked type actuator. However, on the other hand, since the entire laminated surface of the piezoelectric elements is joined by the internal electrodes, the constraint on the displacement of each piezoelectric element is large, and the original displacement characteristics of the piezoelectric element cannot be sufficiently exhibited as the entire actuator. That is, the displacement (elastic deformation) of the piezoelectric element in the thickness direction (laminating direction) for generating the displacement as the actuator necessarily involves the displacement (elastic deformation) of the piezoelectric element in the radial direction (direction perpendicular to the laminating direction). Elastic deformation). When the piezoelectric elements are joined to each other, the displacement in the radial direction is restricted, and accordingly, the displacement in the thickness direction (actuator displacement direction) is restricted. In particular, since it is inevitable that the displacement characteristics vary depending on the individual piezoelectric elements, the displacement characteristics of the entire actuator are hindered by elements having poor displacement characteristics. For this reason, the joint type actuator has a disadvantage that displacement characteristics are inferior to those of the stacked type actuator.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、接合型アク
チュエータの製造上の利点を生かしながら、積層型に比
肩できる変位特性を実現することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to realize a displacement characteristic comparable to that of a stacked type actuator while taking advantage of the manufacturing advantages of a junction type actuator.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の接合型アクチュエータは、圧電素子と内
部電極とが交互に積層され、隣合う圧電素子の積層面同
士が両者間の内部電極により接合されている接合型アク
チュエータにおいて、個々の内部電極が、上記接合に寄
与する接合部分と、上記接合に寄与しない非接合部分と
から成ることを特徴とする。In order to achieve the above object, a bonded actuator according to the present invention has a piezoelectric element and an internal electrode alternately laminated, and the laminated surfaces of adjacent piezoelectric elements are located between the two. In the joint type actuator joined by the internal electrodes, each internal electrode includes a joint portion contributing to the joint and a non-joint portion not contributing to the joint.
【０００９】上記本発明の接合型アクチュエータを製造
する第一の方法は、下記の工程、相互に溶融温度の異な
る高融点導電ペーストと低融点導電ペーストを準備する
工程、個々の圧電素子の積層面の所定部分に上記高融点
導電ペーストを塗布し、乾燥し、焼き付けることによ
り、前記内部電極の非接合部分を形成する工程、上記積
層面の残部分に上記低融点導電ペーストを塗布し、乾燥
することにより、低融点導電ペースト層を形成する工
程、および複数の上記圧電素子を、上記内部電極の非接
合部分および前記低融点導電ペースト層を介して積層
し、積層方向に加圧した状態で上記低融点導電ペースト
を焼き付けることにより前記内部電極の接合部分を形成
する工程、を含むことを特徴とする。A first method of manufacturing the above-mentioned joint type actuator according to the present invention comprises the following steps: a step of preparing a high melting point conductive paste and a low melting point conductive paste having mutually different melting temperatures; A step of forming the non-bonded portion of the internal electrode by applying the high-melting-point conductive paste to a predetermined portion, drying and baking; applying the low-melting-point conductive paste to the remaining portion of the laminated surface and drying Thereby, a step of forming a low-melting-point conductive paste layer, and a plurality of the piezoelectric elements are stacked via the non-joined portion of the internal electrode and the low-melting-point conductive paste layer, and the above-described piezoelectric elements are pressed in the stacking direction Forming a bonding portion of the internal electrode by baking a low melting point conductive paste.
【００１０】前記本発明の接合型アクチュエータを製造
する第二の方法は、下記の工程、個々の圧電素子の積層
面の全体に導電ペーストを塗布し、乾燥することによ
り、導電ペースト層を形成する工程、上記導電ペースト
層の所定部分の上に、接合阻害材を塗布し、乾燥するこ
とにより、接合阻害材層を形成する工程、および複数の
上記圧電素子を、上記導電ペースト層および上記接合阻
害材層を介して積層し、積層方向に加圧した状態で上記
導電ペースト層の焼き付けを行うことにより、上記導電
ペースト層の上記所定部分とその上の上記接合阻害材層
とで前記内部電極の非接合部分を形成すると同時に上記
導電ペースト層の残部分で前記内部電極の接合部分を形
成する工程、を含むことを特徴とする。In a second method of manufacturing the junction type actuator according to the present invention, a conductive paste is formed by applying a conductive paste to the entire lamination surface of individual piezoelectric elements and drying the following steps. Forming a bonding inhibitor layer by applying and drying a bonding inhibitor on a predetermined portion of the conductive paste layer, and forming the plurality of piezoelectric elements on the conductive paste layer and the bonding inhibitor. By laminating through the material layer, and by baking the conductive paste layer in a state of being pressed in the laminating direction, the predetermined portion of the conductive paste layer and the bonding inhibitor layer thereon and the bonding inhibitor layer of the internal electrode Forming a non-joining portion and simultaneously forming a joining portion of the internal electrode with the remaining portion of the conductive paste layer.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の接合型アクチュエータ
は、圧電素子の積層面同士が内部電極により部分的に接
合されているので、圧電素子の積層面全体が内部電極に
より接合されていた従来の接合型アクチュエータに比べ
て個々の圧電素子の変位の自由度が大幅に向上し、アク
チュエータ全体としての変位特性を積層型と同等にまで
高めることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the joint type actuator according to the present invention, since the laminated surfaces of the piezoelectric elements are partially joined to each other by the internal electrodes, the conventional piezoelectric element has the entire laminated surface of the piezoelectric elements joined by the internal electrodes. The degree of freedom of the displacement of each piezoelectric element is greatly improved as compared with the joint type actuator, and the displacement characteristics of the entire actuator can be increased to the same level as the stacked type.
【００１２】内部電極は、圧電素子同士の接合に寄与す
る接合部分と接合に寄与しない非接合部分とから成る。
接合部分は、圧電素子の積層面の中央部に相当する位置
に設けると、径方向への変位の自由度を高める上で最も
効果的である。典型的には、圧電素子および内部電極は
円形であり、その場合、接合部分を圧電素子の中心に対
応した中心を持つ円形に設けると、径方向の自由度を積
層面全体に渡り均一に高めるために最も望ましい。ただ
し、内部電極の接合部分の位置および形状はこれに限定
する必要はなく、例えば圧電素子の接合面の周縁部に環
状に設けてもよく、圧電素子の接合面の中心から放射状
に設けてもよい。更に、内部電極の接合部分は単一であ
る必要はなく、複数であってもよい。The internal electrode is composed of a joining portion that contributes to joining of the piezoelectric elements and a non-joining portion that does not contribute to joining.
Providing the bonding portion at a position corresponding to the center of the laminated surface of the piezoelectric element is most effective in increasing the degree of freedom in radial displacement. Typically, the piezoelectric element and the internal electrode are circular. In this case, if the bonding portion is provided in a circle having a center corresponding to the center of the piezoelectric element, the degree of freedom in the radial direction is uniformly increased over the entire stacking surface. Most desirable for. However, the position and shape of the joint portion of the internal electrode need not be limited to this, for example, it may be provided in an annular shape at the periphery of the joint surface of the piezoelectric element, or may be provided radially from the center of the joint surface of the piezoelectric element. Good. Furthermore, the junction of the internal electrodes does not need to be single, but may be plural.
【００１３】本発明の接合型アクチュエータを製造する
第一の方法においては、溶融温度の異なる２種類の導電
ペーストを用い、先ず圧電素子の積層面の所定部分に高
融点の導電ペーストを焼き付ける。次に、上記接合面の
残部分に低融点の導電ペーストを塗布し、乾燥した状態
で圧電素子を積層し、加圧下で低融点導電ペーストの焼
き付けを行う。そのとき、既に焼き付けられている高融
点導電ペーストは溶融せず、低融点導電ペーストのみ溶
融し、焼き付け後の冷却により固化する。その際、低融
点導電ペーストで形成された内部電極の部位のみが両隣
の圧電素子を接合する。高融点導電ペーストで形成され
た内部電極の部位は隣合う圧電素子のうち一方に焼き付
けられているだけであり、他方には焼き付けられないの
で、隣合う圧電素子同士の接合には寄与しない。In the first method of manufacturing the junction type actuator according to the present invention, two kinds of conductive pastes having different melting temperatures are used, and a high melting point conductive paste is first baked on a predetermined portion of the laminated surface of the piezoelectric element. Next, a low-melting-point conductive paste is applied to the remaining portion of the bonding surface, a piezoelectric element is laminated in a dried state, and the low-melting-point conductive paste is baked under pressure. At this time, the high-melting conductive paste that has already been baked does not melt, only the low-melting conductive paste melts, and is solidified by cooling after baking. At this time, only the portion of the internal electrode formed of the low-melting-point conductive paste joins the adjacent piezoelectric elements. The portion of the internal electrode formed of the high melting point conductive paste is only baked on one of the adjacent piezoelectric elements and is not baked on the other, so that it does not contribute to the joining between the adjacent piezoelectric elements.
【００１４】２種類の導電ペーストの溶融温度の関係
は、溶融温度が高い方の高融点導電ペーストは溶融温度
の低い方の低融点導電ペーストの焼き付け温度において
溶融しないような関係とする。一般に導電ペーストは、
導電成分である金属粉末と、接合剤成分である硝子粉末
と、溶媒とから成り、乾燥後組成は実質的に金属粉末と
硝子粉末とから成る。基材表面に塗布し乾燥した後、焼
き付け（加熱）により硝子粉末が溶融し、その後の冷却
で溶融硝子が固化することにより基材表面に接合した導
電層が形成される。第１の基材表面に塗布し、乾燥して
導電ペースト層を形成した後に、この導電ペースト層表
面に第２の基材を密着させた状態で焼き付けを行うこと
により、第１の基材と第２の基材とが導電層により接合
される。The relationship between the melting temperatures of the two types of conductive pastes is such that the high melting point conductive paste having a higher melting temperature does not melt at the baking temperature of the lower melting point conductive paste having a lower melting temperature. Generally, the conductive paste is
It is composed of metal powder as a conductive component, glass powder as a bonding agent component, and a solvent, and the composition after drying is substantially composed of a metal powder and a glass powder. After being applied to the surface of the substrate and dried, the glass powder is melted by baking (heating), and the molten glass is solidified by subsequent cooling to form a conductive layer bonded to the surface of the substrate. After applying to the surface of the first base material and drying to form a conductive paste layer, baking is performed with the second base material adhered to the conductive paste layer surface, whereby the first base material and the first base material are baked. The second base material is joined by the conductive layer.
【００１５】したがって、導電ペーストの溶融温度は硝
子の溶融温度で決まり、硝子の組成を変えて硝子の溶融
温度を変えることにより導電ペーストの溶融温度を種々
に変えることができる。本発明の接合型アクチュエータ
を製造する第二の方法においては、先ず圧電素子の積層
面の全体に導電ペーストを塗布し、乾燥する。次に、こ
の乾燥後の導電ペーストの所定部分の上に、接合阻害材
を塗布し、乾燥する。次に、複数の上記圧電素子を、上
記乾燥した導電ペーストおよび上記乾燥した接合阻害材
を介して積層し、積層方向に加圧した状態で上記導電ペ
ーストの焼き付けを行うと、接合阻害材の存在する導電
ペーストの部位は圧電素子との接合が起きず、接合阻害
材の存在しない導電ペーストの部位のみが圧電素子と接
合される。Therefore, the melting temperature of the conductive paste is determined by the melting temperature of the glass, and the melting temperature of the conductive paste can be varied by changing the melting temperature of the glass by changing the composition of the glass. In the second method of manufacturing the junction type actuator according to the present invention, first, a conductive paste is applied to the entire laminated surface of the piezoelectric element and dried. Next, a bonding inhibitor is applied on a predetermined portion of the dried conductive paste, and dried. Next, a plurality of the piezoelectric elements are laminated via the dried conductive paste and the dried bonding inhibitor, and the conductive paste is baked while being pressed in the laminating direction. The portion of the conductive paste to be bonded does not bond with the piezoelectric element, and only the portion of the conductive paste where the bonding inhibitor does not exist is bonded to the piezoelectric element.
【００１６】接合阻害材は、導電ペーストと圧電素子と
の界面に介在して両者の焼き付きによる接合反応を阻害
する。内部電極を例えば銀ペーストで形成する場合、接
合阻害材としては窒化硼素ペーストを用いることができ
る。本発明の第一の方法と第二の方法を比較すると、第
一の方法は２種類の導電ペーストに対応して２回の焼き
付け処理が必要であるが、第二の方法は１種類の導電ペ
ーストに対応して１回の焼き付け処理でよい。The joining inhibitor is interposed at the interface between the conductive paste and the piezoelectric element and inhibits a joining reaction due to image sticking between the two. When the internal electrode is formed of, for example, a silver paste, a boron nitride paste can be used as the bonding inhibitor. Comparing the first method and the second method of the present invention, the first method requires two baking treatments corresponding to two kinds of conductive pastes, while the second method requires one kind of conductive paste. One baking process may be performed for the paste.
【００１７】以下、実施例により本発明を更に詳細に説
明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
【００１８】[0018]
【実施例】〔実施例１〕本発明の第一の方法により、Ｐ
ＺＴ圧電素子の片面に導電ペーストを塗布する態様で本
発明の接合型アクチュエータを製造した。図１(1) に
(A)断面図および (B)平面図で示すように、円板状ＰＺ
Ｔ圧電素子１０（直径１６mm）の片面の、中央円形領域
（直径５mm）以外の周囲領域に、溶融温度８００℃の銀
ペースト１をスクリーン印刷により塗布した。銀ペース
ト１の組成は、表１に示したようにＡｇ９３wt％−硝子
７wt％（焼き付け後組成）であった。スクリーン印刷
は、♯２５０のステンレススクリーンを用い、レジスト
厚さ１８μｍで行った。[Embodiment 1] According to the first method of the present invention, P
The joint type actuator of the present invention was manufactured by applying a conductive paste to one surface of a ZT piezoelectric element. In Fig. 1 (1)
As shown in the (A) sectional view and (B) plan view, the disk-shaped PZ
Silver paste 1 having a melting temperature of 800 ° C. was applied by screen printing to a peripheral region other than the central circular region (diameter: 5 mm) on one side of the T piezoelectric element 10 (diameter: 16 mm). As shown in Table 1, the composition of the silver paste 1 was 93% by weight of Ag—7% by weight of glass (composition after baking). Screen printing was performed using a stainless steel screen of # 250 with a resist thickness of 18 μm.
【００１９】乾燥後、電気炉にて８００℃で焼き付け
た。次に、上記の中央円形領域に溶融温度６００℃の導
電ペースト２を上記と同様にスクリーン印刷により塗布
し、乾燥した。銀ペースト２の組成は、表１に示したよ
うにＡｇ９４wt％−硝子６wt％（焼き付け後組成）であ
った。After drying, it was baked at 800 ° C. in an electric furnace. Next, the conductive paste 2 having a melting temperature of 600 ° C. was applied by screen printing to the central circular region in the same manner as described above, and dried. As shown in Table 1, the composition of the silver paste 2 was 94% by weight of Ag-6% by weight of glass (composition after baking).
【００２０】[0020]
【表１】 [Table 1]
【００２１】次に、図１(2) に示すように、上記により
片面に銀ペースト１を焼き付け銀ペースト２を塗布・乾
燥した上記圧電素子１０を、ペースト層１，２を上に向
けて６０枚積み重ねた（便宜上、６枚重ねとして図
示）。ただし、最上部・最下部の圧電素子１０Ｔ・１０
Ｂはインシュレータとして用いるため他の素子１０より
板厚の厚いものを用い、最上部の圧電素子１０Ｔにはペ
ースト層を形成しなかった。Next, as shown in FIG. 1 (2), the piezoelectric element 10 having the silver paste 1 baked on one side and the silver paste 2 applied and dried as described above is placed on the piezoelectric element 10 with the paste layers 1 and 2 facing upward. The sheets were stacked (for convenience, shown as six sheets stacked). However, the uppermost and lowermost piezoelectric elements 10T
B was used as an insulator and had a larger thickness than the other elements 10, and no paste layer was formed on the uppermost piezoelectric element 10T.
【００２２】得られた積層体２０を電気炉内に装入し、
積層方向（矢印Ｓ）に沿って加圧した状態で６００℃に
２０分間加熱した後、炉内で放冷した。これにより銀ペ
ースト２が焼き付けられた。これにより形成された内部
電極は、先に銀ペースト１を８００℃で焼き付けて形成
した周囲部分１と、後から銀ペースト２を６００℃で焼
き付けて形成した中央部分２とから成る。The obtained laminate 20 is charged into an electric furnace,
After heating to 600 ° C. for 20 minutes in a state of being pressed along the laminating direction (arrow S), it was allowed to cool in a furnace. Thereby, silver paste 2 was baked. The internal electrode thus formed includes a peripheral portion 1 formed by baking silver paste 1 at 800 ° C. first, and a central portion 2 formed by baking silver paste 2 at 600 ° C. later.
【００２３】得られた素子接合体２０を積層方向に沿っ
て切断し、切断面を琢磨した後、電子顕微鏡により観察
した。その結果、隣合った圧電素子１０は、銀ペースト
２による内部電極が形成されている中央円形領域では内
部電極により接合されており、銀ペースト１による内部
電極が形成されている周囲領域では接合されていないこ
とが確認された。すなわち、個々の内部電極は、圧電素
子１０の接合に寄与する接合部分２と、上記接合に寄与
しない非接合部分１とから成る。なお、本実施例による
内部電極は、接合部分２だけでなく非接合部分１も含め
て全体が、両側の圧電素子への給電面積を提供する。The obtained device assembly 20 was cut along the laminating direction, and the cut surface was polished and observed with an electron microscope. As a result, the adjacent piezoelectric elements 10 are joined by the internal electrodes in the central circular region where the internal electrodes made of the silver paste 2 are formed, and are joined in the peripheral region where the internal electrodes made of the silver paste 1 are formed. Not confirmed. That is, each internal electrode is composed of a bonding portion 2 that contributes to bonding of the piezoelectric element 10 and a non-bonding portion 1 that does not contribute to the bonding. Note that the entire internal electrode according to the present embodiment, including the non-bonded portion 1 as well as the bonded portion 2, provides an area for feeding power to the piezoelectric elements on both sides.
【００２４】上記と同じ手順で作製した素子接合体２０
を用いて、接合型アクチュエータを作製した。作製手順
の詳細は後述する。 〔実施例２〕本発明の第一の方法により、ＰＺＴ圧電素
子の両面に導電ペーストを塗布する態様で本発明の接合
型アクチュエータを製造した。An element assembly 20 manufactured in the same procedure as above
Was used to produce a junction type actuator. Details of the manufacturing procedure will be described later. [Example 2] According to the first method of the present invention, a junction type actuator of the present invention was manufactured in such a manner that a conductive paste was applied to both surfaces of a PZT piezoelectric element.
【００２５】図２(1) に (A)断面図および (B)平面図で
示すように、円板状ＰＺＴ圧電素子１０（直径１６mm）
の一方の面の、中央円形領域（直径５mm）以外の周囲領
域に、溶融温度８００℃の銀ペースト１（表１）をスク
リーン印刷により塗布し、乾燥した後に、更に素子１０
の他方の面にも同様に、中央円形領域（直径５mm）以外
の周囲領域に溶融温度８００℃の銀ペースト１をスクリ
ーン印刷により塗布し、乾燥した。銀ペースト１の組成
およびスクリーン印刷条件は実施例１と同様である。As shown in FIG. 2 (1) (A) sectional view and (B) plan view, the disk-shaped PZT piezoelectric element 10 (diameter 16 mm)
A silver paste 1 having a melting temperature of 800 ° C. (Table 1) was applied by screen printing to a peripheral area other than the central circular area (diameter: 5 mm) on one surface of the element 10 and dried.
Similarly, a silver paste 1 having a melting temperature of 800 ° C. was applied to the peripheral area other than the central circular area (diameter: 5 mm) by screen printing, and dried. The composition of the silver paste 1 and the screen printing conditions are the same as in Example 1.
【００２６】乾燥後、電気炉にて８００℃で焼き付け
た。次に、上記一方の面の中央円形領域に溶融温度６０
０℃の導電ペースト２（表１）を上記と同様にスクリー
ン印刷により塗布し、乾燥した後、上記他方の面にも同
様に中央円形領域に導電ペースト２を塗布、乾燥した。
銀ペースト２の組成は実施例１と同様である。After drying, it was baked at 800 ° C. in an electric furnace. Next, the melting temperature 60
The conductive paste 2 at 0 ° C. (Table 1) was applied by screen printing in the same manner as described above, and dried, and then the conductive paste 2 was applied to the other surface in the central circular region and dried.
The composition of the silver paste 2 is the same as in Example 1.
【００２７】次に、図２(2) に示すように、上記により
両面に銀ペースト１を焼き付け銀ペースト２を塗布・乾
燥した圧電素子１０を、６０枚積み重ねた（便宜上、６
枚重ねとして図示）。ただし、最上部・最下部の圧電素
子１０Ｔ・１０Ｂはインシュレータとして用いるため他
の素子１０より板厚の厚いものを用い、ペースト層は片
面にのみ形成した。Next, as shown in FIG. 2 (2), 60 piezoelectric elements 10 in which silver paste 1 was baked on both sides and silver paste 2 was applied and dried as described above were stacked (for convenience, 6 piezoelectric elements).
(Shown as a stack). However, since the uppermost and lowermost piezoelectric elements 10T and 10B were used as insulators, those having a larger thickness than the other elements 10 were used, and the paste layer was formed only on one surface.
【００２８】本実施例のように圧電素子の両面に導電ペ
ースト層を設けると、積層したときに導電ペースト層同
士が接触するので、焼き付けによる接合強度を高める上
で有利である。得られた積層体２０を電気炉内に装入
し、積層方向（矢印Ｓ）に沿って加圧した状態で６００
℃に２０分間加熱した後、炉内で放冷した。これにより
銀ペースト２が焼き付けられた。When the conductive paste layers are provided on both surfaces of the piezoelectric element as in this embodiment, the conductive paste layers come into contact with each other when they are laminated, which is advantageous in increasing the bonding strength by baking. The obtained laminated body 20 was charged into an electric furnace, and was pressed 600 along the laminating direction (arrow S).
After heating to 20 ° C. for 20 minutes, it was allowed to cool in the furnace. Thereby, silver paste 2 was baked.
【００２９】これにより形成された内部電極は、先に銀
ペースト１を８００℃で焼き付けて形成した部分１と、
後から銀ペースト２を６００℃で焼き付けて形成した部
分２とから成る。得られた素子接合体２０を積層方向に
沿って切断し、実施例１と同様にして切断面を観察し
た。その結果、隣合った圧電素子１０は、銀ペースト２
による内部電極が形成されている中央円形領域では内部
電極により接合されており、銀ペースト１による内部電
極が形成されている周囲領域では接合されていないこと
が確認された。なお、本実施例による内部電極は、接合
部分２だけでなく非接合部分１も含めて全体が、両側の
圧電素子への給電面積を提供する。The internal electrode thus formed includes a portion 1 formed by previously baking silver paste 1 at 800 ° C.
And part 2 formed by baking silver paste 2 at 600 ° C. later. The obtained device assembly 20 was cut along the lamination direction, and the cut surface was observed in the same manner as in Example 1. As a result, the adjacent piezoelectric elements 10
In the central circular region where the internal electrode is formed by the silver paste 1, the bonding is performed by the internal electrode, and in the peripheral region where the internal electrode is formed by the silver paste 1, it is confirmed that the bonding is not performed. Note that the entire internal electrode according to the present embodiment, including the non-bonded portion 1 as well as the bonded portion 2, provides an area for feeding power to the piezoelectric elements on both sides.
【００３０】上記と同じ手順で作製した素子接合体２０
を用いて、接合型アクチュエータを作製した。作製手順
の詳細は後述する。 〔実施例３〕本発明の第二の方法により、ＰＺＴ圧電素
子の片面に導電ペーストを塗布する態様で本発明の接合
型アクチュエータを製造した。An element assembly 20 manufactured in the same procedure as above
Was used to produce a junction type actuator. Details of the manufacturing procedure will be described later. [Example 3] According to the second method of the present invention, a junction type actuator of the present invention was manufactured in such a manner that a conductive paste was applied to one surface of a PZT piezoelectric element.
【００３１】図３(1) に (A)断面図および (B)平面図で
示すように、円板状ＰＺＴ圧電素子１０（直径１６mm）
の片面の全体に、溶融温度６００℃の銀ペースト２（表
１）をスクリーン印刷により塗布し、乾燥した。スクリ
ーン印刷は、♯２５０のステンレススクリーンを用い、
レジスト厚さ１８μｍで行った。次に、上記塗布・乾燥
した銀ペースト２の層上の、中央円形領域４（直径５m
m）以外の周囲領域に、接合阻害材として窒化硼素ペー
スト３をスクリーン印刷により塗布し、乾燥した。スク
リーン印刷は、♯３００のステンレススクリーンを用
い、レジスト厚さ１０μｍで行った。As shown in FIG. 3 (1) in (A) sectional view and (B) plan view, the disk-shaped PZT piezoelectric element 10 (diameter 16 mm)
Was coated with silver paste 2 (Table 1) having a melting temperature of 600 ° C. by screen printing and dried. Screen printing uses a stainless steel screen of $ 250,
The test was performed with a resist thickness of 18 μm. Next, a central circular area 4 (5 m in diameter) on the layer of the applied and dried silver paste 2
m) A boron nitride paste 3 as a bonding inhibitor was applied by screen printing to a peripheral region other than m) and dried. Screen printing was performed using a # 300 stainless steel screen with a resist thickness of 10 μm.
【００３２】上記のように片面に銀ペースト２および窒
化硼素ペースト３を塗布・乾燥した上記圧電素子１０
を、図３(2) に示すようにペースト層２，３を上に向け
て６０枚積み重ねた（便宜上、６枚重ねとして図示）。
ただし、最上部・最下部の圧電素子１０Ｔ・１０Ｂはイ
ンシュレータとして用いるため他の素子１０より板厚の
厚いものを用い、最上部の圧電素子１０Ｔにはペースト
層を形成しなかった。The piezoelectric element 10 having the silver paste 2 and the boron nitride paste 3 applied and dried on one side as described above.
As shown in FIG. 3 (2), 60 sheets were stacked with the paste layers 2 and 3 facing upward (for convenience, shown as 6 sheets).
However, since the uppermost and lowermost piezoelectric elements 10T and 10B were used as insulators, those having a greater plate thickness than the other elements 10 were used, and no paste layer was formed on the uppermost piezoelectric element 10T.
【００３３】得られた積層体を電気炉内に装入し、積層
方向（矢印Ｓ）に沿って加圧した状態で６００℃に２０
分間加熱した後、炉内で放冷した。これにより銀ペース
ト２が焼き付けられた。これにより形成された内部電極
は、銀ペースト２から形成された層とその上の窒化硼素
ペースト３から形成された層とから成る周囲領域３と、
銀ペースト２から形成された層のみから成る中央円形領
域４とから成る。The obtained laminate was placed in an electric furnace and heated to 600 ° C. under a pressure of 20 ° C. in the laminating direction (arrow S).
After heating for minutes, it was allowed to cool in the furnace. Thereby, silver paste 2 was baked. The internal electrode thus formed has a peripheral region 3 composed of a layer formed of the silver paste 2 and a layer formed of the boron nitride paste 3 thereon.
A central circular region 4 consisting solely of a layer formed from silver paste 2.
【００３４】得られた素子接合体を積層方向に沿って切
断し、実施例１と同様に切断面を観察した。その結果、
隣合った圧電素子は、窒化硼素ペースト層３を形成しな
かった中央円形領域４では銀ペースト２により形成した
内部電極により接合されており、窒化硼素ペースト層３
を形成した周囲領域では接合されていないことが確認さ
れた。すなわち、個々の内部電極は、圧電素子１０の接
合に寄与する接合部分４と、上記接合に寄与しない非接
合部分３とから成る。なお、本実施例による内部電極
は、接合阻害材である窒化硼素が導電性材料ではないの
で、接合部分４は両側の圧電素子への給電面積を提供す
るが非接合部分３は片側の圧電素子に対してだけ給電面
積を提供する。The obtained device assembly was cut along the laminating direction, and the cut surface was observed in the same manner as in Example 1. as a result,
Adjacent piezoelectric elements are joined by internal electrodes formed of silver paste 2 in the central circular region 4 where the boron nitride paste layer 3 is not formed.
It was confirmed that no bonding was performed in the peripheral region where the was formed. That is, each internal electrode is composed of a joining portion 4 that contributes to the joining of the piezoelectric element 10 and a non-joining portion 3 that does not contribute to the joining. In the internal electrode according to the present embodiment, the bonding portion 4 provides a power supply area to the piezoelectric elements on both sides because the boron nitride, which is a bonding inhibitor, is not a conductive material. Only provide the power supply area.
【００３５】上記と同じ手順で作製した素子接合体２０
を用いて、接合型アクチュエータを作製した。作製手順
の詳細は後述する。 〔実施例４〕本発明の第二の方法により、ＰＺＴ圧電素
子の両面に導電ペーストを塗布する態様で本発明の接合
型アクチュエータを製造した。An element assembly 20 manufactured in the same procedure as above
Was used to produce a junction type actuator. Details of the manufacturing procedure will be described later. [Example 4] By the second method of the present invention, a junction type actuator of the present invention was manufactured in such a manner that a conductive paste was applied to both surfaces of a PZT piezoelectric element.
【００３６】図４(1) に (A)断面図および (B)平面図で
示すように、円板状ＰＺＴ圧電素子１０（直径１６mm）
の一方の面全体に溶融温度６００℃の銀ペースト２（表
１）をスクリーン印刷により塗布し、乾燥した後、更に
素子１０の他方の面全体にも同様に銀ペースト２をスク
リーン印刷により塗布し、乾燥した。銀ペースト２の組
成およびスクリーン印刷条件は実施例１と同様である。As shown in FIG. 4 (A) in (A) sectional view and (B) plan view, the disk-shaped PZT piezoelectric element 10 (diameter 16 mm)
A silver paste 2 having a melting temperature of 600 ° C. (Table 1) is applied to the entire surface of the device 10 by screen printing, and after drying, the silver paste 2 is further applied to the entire other surface of the element 10 by screen printing. And dried. The composition of the silver paste 2 and the screen printing conditions are the same as in Example 1.
【００３７】次に、上記により素子１０の一方の面全体
に形成した銀ペースト２の層上の、中央円形領域４（直
径５mm）以外の周囲領域に、接合阻害材として窒化硼素
ペースト３をスクリーン印刷により塗布し、乾燥した
後、更に素子１０の他方の面についても同様に銀ペース
ト２の層上の円形領域４（直径５mm）以外の周囲領域
に、接合阻害材として窒化硼素ペースト３をスクリーン
印刷により塗布し、乾燥した。スクリーン印刷は、♯３
００のステンレススクリーンを用い、レジスト厚さ１０
μｍで行った。Next, on the silver paste 2 layer formed on the entire surface of one side of the element 10 as described above, a boron nitride paste 3 as a bonding inhibitor is screened on a peripheral region other than the central circular region 4 (5 mm in diameter). After coating and drying by printing, the other surface of the element 10 is similarly screened with a boron nitride paste 3 as a bonding inhibitor on a peripheral region other than the circular region 4 (5 mm in diameter) on the silver paste 2 layer. Coated by printing and dried. Screen printing is $ 3
Using a stainless steel screen with a resist thickness of 10
Performed in μm.
【００３８】上記のように両面に銀ペースト２および窒
化硼素ペーストを塗布・乾燥した上記圧電素子１０を、
図３(2) に示すように６０枚積み重ねた（便宜上、６枚
重ねとして図示）。ただし、最上部・最下部の圧電素子
１０Ｔ・１０Ｂはインシュレータとして用いるため他の
素子１０より板厚の厚いものを用い、ペースト層は片面
にのみ形成した。The piezoelectric element 10 having the silver paste 2 and the boron nitride paste applied and dried on both sides as described above,
As shown in FIG. 3 (2), 60 sheets were stacked (for convenience, illustrated as 6 sheets). However, since the uppermost and lowermost piezoelectric elements 10T and 10B were used as insulators, those having a larger thickness than the other elements 10 were used, and the paste layer was formed only on one surface.
【００３９】本実施例のように圧電素子の両面に導電ペ
ースト層を設けると、積層したときに導電ペースト層同
士が接触するので、焼き付けによる接合強度を高める上
で有利である。得られた積層体を電気炉内に装入し、積
層方向（矢印Ｓ）に沿って加圧した状態で６００℃に２
０分間加熱した後、炉内で放冷した。これにより銀ペー
スト２が焼き付けられた。When the conductive paste layers are provided on both surfaces of the piezoelectric element as in this embodiment, the conductive paste layers come into contact with each other when they are laminated, which is advantageous in increasing the bonding strength by baking. The obtained laminate was placed in an electric furnace and heated to 600 ° C. under a pressure of 2 ° C. along the laminating direction (arrow S).
After heating for 0 minutes, it was allowed to cool in the furnace. Thereby, silver paste 2 was baked.
【００４０】これにより形成された内部電極は、銀ペー
スト２から形成された層とその上の窒化硼素ペースト３
から形成された層とから成る周囲領域３と、銀ペースト
２から形成された層のみから成る中央円形領域４とから
成る。得られた素子接合体を積層方向に沿って切断し、
実施例１と同様に切断面を観察した。その結果、隣合っ
た圧電素子は、窒化硼素ペースト層３を形成しなかった
中央円形領域４では銀ペースト２により形成した内部電
極により接合されており、窒化硼素ペースト層３を形成
した周囲領域では接合されていないことが確認された。
すなわち、個々の内部電極は、圧電素子１０の接合に寄
与する接合部分４と、上記接合に寄与しない非接合部分
３とから成る。なお、本実施例による内部電極は、接合
阻害材である窒化硼素が導電性材料ではないが、圧電素
子の両面に銀ペーストによる導電層が形成されているの
で、接合部分４だけでなく非接合部分３も含めて全体
が、両側の圧電素子への給電面積を提供する。The internal electrode thus formed is composed of a layer formed from silver paste 2 and a boron nitride paste 3
And a central circular region 4 consisting solely of a layer formed of silver paste 2. Cutting the obtained element assembly along the lamination direction,
The cut surface was observed in the same manner as in Example 1. As a result, adjacent piezoelectric elements are joined by the internal electrode formed of the silver paste 2 in the central circular region 4 where the boron nitride paste layer 3 is not formed, and in the peripheral region where the boron nitride paste layer 3 is formed. It was confirmed that they were not joined.
That is, each internal electrode is composed of a joining portion 4 that contributes to the joining of the piezoelectric element 10 and a non-joining portion 3 that does not contribute to the joining. In the internal electrode according to the present embodiment, although boron nitride, which is a bonding inhibitor, is not a conductive material, a conductive layer made of silver paste is formed on both surfaces of the piezoelectric element. The whole, including the part 3, provides the area for feeding the piezoelectric elements on both sides.
【００４１】なお、この実施例では素子１０の両面につ
いて接合阻害材として窒化硼素ペーストを塗布したが、
素子１０の片面のみについて接合阻害材を塗布しても接
合阻害効果が得られた。上記と同じ手順で作製した素子
接合体２０を用いて、接合型アクチュエータを作製し
た。作製手順を下記に詳述する。In this embodiment, a boron nitride paste was applied as a bonding inhibitor to both surfaces of the device 10.
Even when a bonding inhibitor was applied to only one surface of the element 10, a bonding inhibitory effect was obtained. Using the device assembly 20 manufactured in the same procedure as above, a junction type actuator was manufactured. The fabrication procedure is described in detail below.
【００４２】〔接合型アクチュエータの作製〕実施例１
〜４で作製した素子接合体２０の外周および両端面を研
削加工して所定の形状に整えた。次いで、図５に示すよ
うに（代表として実施例１の場合を示す）、接合体２０
の外周上対向する２か所Ｐ，Ｑで、内部電極の露出外縁
に１層おきに且つ位置Ｐ，Ｑについて交互に導電ペース
トを塗布、乾燥、焼き付けて内部電極端子３０を形成し
た後、端子３０を形成していない内部電極露出外縁に絶
縁樹脂を塗布、乾燥、焼き付けて絶縁シール３２を形成
した。すなわち、Ｐ側の露出外縁に端子３０を形成した
内部電極のＱ側の露出外縁には絶縁シール３２を形成し
た。[Production of Joint Type Actuator] Embodiment 1
The outer periphery and both end surfaces of the element joined body 20 manufactured in the steps 4 to 4 were ground to a predetermined shape. Next, as shown in FIG. 5 (representing the case of Example 1 as a representative), the joined body 20
A conductive paste is alternately applied to the exposed outer edge of the internal electrode every other layer and alternately at the positions P and Q at two locations P and Q opposed to each other on the outer periphery of the internal electrode, and then dried and baked to form the internal electrode terminal 30. An insulating resin was applied to the exposed outer edge of the internal electrode where no 30 was formed, dried and baked to form an insulating seal 32. That is, the insulating seal 32 was formed on the exposed outer edge on the Q side of the internal electrode in which the terminal 30 was formed on the exposed outer edge on the P side.
【００４３】次いで、上記で形成した電極端子３０と絶
縁シール３２の上に、導電ペーストの塗布、乾燥、焼き
付けによる外部電極３４の形成と、リード線３６の取り
つけを行った。最後に、リード線３６を介して１ｋＶの
電圧を１０分間印加して圧電性を付与し、本発明による
素子接合型ＰＺＴアクチュエータを完成させた。Next, on the electrode terminals 30 and the insulating seal 32 formed above, the external electrodes 34 were formed by applying, drying and baking a conductive paste, and the lead wires 36 were attached. Finally, a voltage of 1 kV was applied for 10 minutes through the lead wire 36 to impart piezoelectricity, thereby completing the element-joined PZT actuator according to the present invention.
【００４４】〔特性試験〕図６の試験装置により、下記
の条件で動作させて変位特性を試験した。 ＜試験条件＞ 印加電圧 ：０Ｖと６００Ｖを交互に印加 電圧印加速度 ：２００Ｖ／秒 変位測定センサ：電子応用（株）製「ギャップセンサ」 比較のため、従来の全面接合型および積層型のアクチュ
エータについても同じ試験を行った。得られた結果を図
７にまとめて示す。図７において、変位量を積層型の変
位量に対する比率（％）で表した。[Characteristic Test] The displacement characteristics were tested by operating the test apparatus shown in FIG. 6 under the following conditions. <Test conditions> Applied voltage: 0 V and 600 V alternately applied Voltage application speed: 200 V / sec Displacement measurement sensor: "Gap sensor" manufactured by Electronic Application Co., Ltd. Did the same test. FIG. 7 shows the obtained results. In FIG. 7, the amount of displacement is represented by a ratio (%) to the amount of displacement of the stacked type.
【００４５】図７の結果から、従来の全面接合型の変位
量は積層型の９３％程度であったが、本発明による部分
接合型は積層型とほぼ同等の変位量を生成できることが
分かる。なお、本発明の実施例同士を比較すると、素子
１０の片面に導電ペーストを塗布した実施例１および実
施例３の変位量は、素子１０の両面に導電ペーストを塗
布した実施例２および実施例４に比べて、極僅かである
が変位量が大きい。これは両面塗布の方が内部電極が厚
くなるため、個々の圧電素子による変位が内部電極によ
り吸収される量が多くなるためと考えられる。したがっ
て、内部電極形成のための導電ペースト塗布量は、素子
の接合と電気的導通および内部電極自体の機械的強度を
確保できる範囲で出来るだけ少なくし、内部電極をでき
るだけ薄く形成することが望ましい。From the results shown in FIG. 7, it can be seen that the displacement amount of the conventional full joining type is about 93% of that of the laminated type, but the partial joining type according to the present invention can generate almost the same displacement as the laminated type. When the examples of the present invention are compared with each other, the displacement of Examples 1 and 3 in which the conductive paste is applied to one surface of the element 10 is the same as that in Examples 2 and Example in which the conductive paste is applied to both surfaces of the element 10. 4, the displacement amount is very small but large. This is presumably because the internal electrodes are thicker in the case of double-sided application, and the amount of displacement by the individual piezoelectric elements is absorbed by the internal electrodes. Therefore, the amount of the conductive paste applied for forming the internal electrodes is desirably as small as possible within a range that can secure the bonding and electrical conduction of the element and the mechanical strength of the internal electrodes themselves, and it is desirable to form the internal electrodes as thin as possible.
【００４６】また、上記の実施例においては、内部電極
の接合部分２，４を圧電素子の中央部に設けたが、本発
明による圧電素子の部分接合の態様はこれに限定する必
要はない。例えば、図８に示したように、接合部分２，
４を（１）圧電素子の外周部に環状に設けてもよいし、
あるいは（２）圧電素子の中心から放射状に設けてもよ
い。更に、接合部分２，４は単一でなくともよく、例え
ば図８（３）に示したように複数箇所とすることもでき
る。In the above embodiment, the joints 2 and 4 of the internal electrodes are provided at the center of the piezoelectric element. However, the form of partial joining of the piezoelectric element according to the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG.
4 may be provided annularly on the outer peripheral portion of the piezoelectric element (1),
Alternatively, (2) it may be provided radially from the center of the piezoelectric element. Further, the joining portions 2 and 4 need not be single, but may be a plurality of portions as shown in FIG. 8C, for example.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
接合型アクチュエータの製造上の利点を生かしながら、
積層型に比肩できる変位特性を実現される。As described above, according to the present invention,
While taking advantage of the manufacturing advantages of bonded actuators,
Displacement characteristics comparable to the stacked type are realized.
【図１】図１は、本発明の第１の態様による部分接合型
アクチュエータにおける(1) 内部電極の構成例を示す
(A) 断面図および(B) 平面図、および(2) 積層状態また
は接合状態を示す断面図である。FIG. 1 shows an example of the configuration of (1) an internal electrode in a partially-joined actuator according to a first embodiment of the present invention.
(A) is a cross-sectional view, (B) is a plan view, and (2) is a cross-sectional view showing a laminated state or a joined state.
【図２】図２は、本発明の第２の態様による部分接合型
アクチュエータにおける(1) 内部電極の構成例を示す
(A) 断面図および(B) 平面図、および(2) 積層状態また
は接合状態を示す断面図である。FIG. 2 shows (1) a configuration example of an internal electrode in a partially-joined actuator according to a second embodiment of the present invention.
(A) is a cross-sectional view, (B) is a plan view, and (2) is a cross-sectional view showing a laminated state or a joined state.
【図３】図３は、本発明の第３の態様による部分接合型
アクチュエータにおける(1) 内部電極の構成例を示す
(A) 断面図および(B) 平面図、および(2) 積層状態また
は接合状態を示す断面図である。FIG. 3 shows (1) a configuration example of an internal electrode in a partially-joined actuator according to a third embodiment of the present invention.
(A) is a cross-sectional view, (B) is a plan view, and (2) is a cross-sectional view showing a laminated state or a joined state.
【図４】図４は、本発明の第４の態様による部分接合型
アクチュエータにおける(1) 内部電極の構成例を示す
(A) 断面図および(B) 平面図、および(2) 積層状態また
は接合状態を示す断面図である。FIG. 4 shows (1) an example of the configuration of an internal electrode in a partially joined actuator according to a fourth embodiment of the present invention.
(A) is a cross-sectional view, (B) is a plan view, and (2) is a cross-sectional view showing a laminated state or a joined state.
【図５】図５は、本発明による部分接合型アクチュエー
タの構造例を示す(A) 上面図および(B) 線Ａ−Ａにおけ
る断面図である。FIGS. 5A and 5B are a top view and a cross-sectional view taken along line AA, respectively, showing an example of the structure of the partial junction type actuator according to the present invention.
【図６】図６は、アクチュエータの変位量測定するため
の試験装置を示す配置図である。FIG. 6 is a layout diagram showing a test apparatus for measuring an amount of displacement of an actuator.
【図７】図７は、本発明の部分接合型アクチュエータ、
従来の全面接合型アクチュエータ、および積層型アクチ
ュエータについての変位量を比較して示すグラフであ
る。FIG. 7 is a partial junction type actuator of the present invention;
9 is a graph showing a comparison between a displacement amount of a conventional full-joint type actuator and a displacement amount of a laminated type actuator.
【図８】図８は、圧電素子の接合領域の変形例を示す平
面図である。FIG. 8 is a plan view showing a modification of the bonding region of the piezoelectric element.
１…高融点導電ペースト層（＝内部電極の非接合部分） ２…低融点導電ペースト層（＝内部電極の接合部分） ３…接合阻害材層（＝内部電極の非接合部分） ４…円形中央領域（＝内部電極の接合部分） １０…圧電素子 １０Ｔ…上端のインシュレータ １０Ｂ…下端のインシュレータ ２０…素子積層体または素子接合体 ３０…内部電極端子 ３２…絶縁シール ３４…外部電極 ３６…リード線 1: High melting point conductive paste layer (= non-joined part of internal electrode) 2: Low melting point conductive paste layer (= joined part of internal electrode) 3: Bonding inhibitor layer (= non-joined part of internal electrode) 4: circular center Area (= joining portion of internal electrode) 10: piezoelectric element 10T: insulator at upper end 10B: insulator at lower end 20: element laminated body or element joined body 30: internal electrode terminal 32: insulating seal 34: external electrode 36: lead wire
Claims (3)
れ、隣合う圧電素子の積層面同士が両者間の内部電極に
より接合されている接合型アクチュエータにおいて、個
々の内部電極が、上記接合に寄与する接合部分と、上記
接合に寄与しない非接合部分とから成ることを特徴とす
る接合型アクチュエータ。In a joint type actuator in which piezoelectric elements and internal electrodes are alternately laminated, and the laminated surfaces of adjacent piezoelectric elements are joined by an internal electrode therebetween, each internal electrode is connected to the joint. A joining type actuator comprising a joining portion that contributes and a non-joining portion that does not contribute to the joining.
製造方法であって、下記の工程、 相互に溶融温度の異なる高融点導電ペーストと低融点導
電ペーストを準備する工程、 個々の圧電素子の積層面の所定部分に上記高融点導電ペ
ーストを塗布し、乾燥し、焼き付けることにより、前記
内部電極の非接合部分を形成する工程、 上記積層面の残部分に上記低融点導電ペーストを塗布
し、乾燥することにより、低融点導電ペースト層を形成
する工程、および複数の上記圧電素子を、上記内部電極
の非接合部分および前記低融点導電ペースト層を介して
積層し、積層方向に加圧した状態で上記低融点導電ペー
ストを焼き付けることにより前記内部電極の接合部分を
形成する工程、を含むことを特徴とする接合型アクチュ
エータの製造方法。2. The method for manufacturing a junction type actuator according to claim 1, wherein: a step of preparing a high melting point conductive paste and a low melting point conductive paste having mutually different melting temperatures; Applying the high-melting-point conductive paste to a predetermined portion of the surface, drying and baking to form a non-bonded portion of the internal electrode; applying the low-melting-point conductive paste to the remaining portion of the laminated surface, and drying. A step of forming a low-melting-point conductive paste layer, and laminating a plurality of the piezoelectric elements via the non-bonded portion of the internal electrode and the low-melting-point conductive paste layer, and pressing the piezoelectric elements in the stacking direction. Forming a bonding portion of the internal electrode by baking the low melting point conductive paste.
製造方法であって、下記の工程、 個々の圧電素子の積層面の全体に導電ペーストを塗布
し、乾燥することにより、導電ペースト層を形成する工
程、 上記導電ペースト層の所定部分の上に、接合阻害材を塗
布し、乾燥することにより、接合阻害材層を形成する工
程、および複数の上記圧電素子を、上記導電ペースト層
および上記接合阻害材層を介して積層し、積層方向に加
圧した状態で上記導電ペースト層の焼き付けを行うこと
により、上記導電ペースト層の上記所定部分とその上の
上記接合阻害材層とで前記内部電極の非接合部分を形成
すると同時に上記導電ペースト層の残部分で前記内部電
極の接合部分を形成する工程、を含むことを特徴とする
接合型アクチュエータの製造方法。3. The method for manufacturing a junction type actuator according to claim 1, wherein a conductive paste is formed by applying a conductive paste to the entire lamination surface of the individual piezoelectric elements and drying the following steps. Forming a bonding inhibitor layer on a predetermined portion of the conductive paste layer by applying and drying a bonding inhibitor layer, and bonding the plurality of piezoelectric elements to the conductive paste layer and the bonding layer. By laminating via the inhibitor layer, and baking the conductive paste layer in a state of being pressed in the laminating direction, the internal electrode in the predetermined portion of the conductive paste layer and the bonding inhibitor layer thereon Forming a non-bonded portion and forming a bonded portion of the internal electrode with the remaining portion of the conductive paste layer at the same time.
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| JP12881999A JP2000323763A (en) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | Junction type actuator and manufacture thereof |
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| JP12881999A JP2000323763A (en) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | Junction type actuator and manufacture thereof |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010091343A3 (en) * | 2009-02-06 | 2010-12-02 | Discovery Technology International, Lllp | Valves based on reversible piezoelectric rotary motor |
| US8183742B2 (en) | 2009-09-01 | 2012-05-22 | Discovery Technology International, Inc. | Piezoelectric rotary motor with high rotation speed and bi-directional operation |
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-
1999
- 1999-05-10 JP JP12881999A patent/JP2000323763A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8183740B2 (en) | 2008-12-17 | 2012-05-22 | Discovery Technology International, Inc. | Piezoelectric motor with high torque |
| US8183741B2 (en) | 2008-12-17 | 2012-05-22 | Discovery Technology International, Inc. | Valves based on reversible piezoelectric rotary motor |
| WO2010091343A3 (en) * | 2009-02-06 | 2010-12-02 | Discovery Technology International, Lllp | Valves based on reversible piezoelectric rotary motor |
| CN102308132A (en) * | 2009-02-06 | 2012-01-04 | 发现技术国际股份有限公司 | Valves based on reversible piezoelectric rotary motor |
| US8183742B2 (en) | 2009-09-01 | 2012-05-22 | Discovery Technology International, Inc. | Piezoelectric rotary motor with high rotation speed and bi-directional operation |
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