JP2002237625A - ロール型圧電素子製造装置 - Google Patents
ロール型圧電素子製造装置Info
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- JP2002237625A JP2002237625A JP2001032225A JP2001032225A JP2002237625A JP 2002237625 A JP2002237625 A JP 2002237625A JP 2001032225 A JP2001032225 A JP 2001032225A JP 2001032225 A JP2001032225 A JP 2001032225A JP 2002237625 A JP2002237625 A JP 2002237625A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡便な構成で圧電セラミックスの積層体を効
率よく巻き取ることができるロール型圧電素子製造装置
を提供する。 【解決手段】 セラミックス系圧電材料からなる薄板状
圧電材層と電極層とから構成される積層体３６を筒状に
巻いて形成されるロール型圧電素子を製造するロール型
圧電素子製造装置において、第１の部材１４と、第１の
部材に対し所定の間隔を持って配置され第１の部材に対
し相対移動する第２の部材１２とを有し、積層体３６
は、第１の部材１４に対する第２の部材１２の相対移動
により、第１の部材１４と第２の部材１２とに接触しつ
つ回転しながら筒状に巻かれる。
率よく巻き取ることができるロール型圧電素子製造装置
を提供する。 【解決手段】 セラミックス系圧電材料からなる薄板状
圧電材層と電極層とから構成される積層体３６を筒状に
巻いて形成されるロール型圧電素子を製造するロール型
圧電素子製造装置において、第１の部材１４と、第１の
部材に対し所定の間隔を持って配置され第１の部材に対
し相対移動する第２の部材１２とを有し、積層体３６
は、第１の部材１４に対する第２の部材１２の相対移動
により、第１の部材１４と第２の部材１２とに接触しつ
つ回転しながら筒状に巻かれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック系圧電
材料からなる圧電材料層と電極層とから構成される積層
体が渦巻き状の構成を有するロール型圧電素子の製造装
置及び製造方法に関する。
材料からなる圧電材料層と電極層とから構成される積層
体が渦巻き状の構成を有するロール型圧電素子の製造装
置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ロール型圧電素子は、ドクターブ
レード法などで作成された圧電セラミック薄板に、印刷
などにより片面全面に電極を形成して積層体を作成し、
第１の積層体の電極形成面が第２の積層体の電極非形成
面に対向するように積層体を２枚の重ねてロール状に巻
き取り、所定の温度で焼成して製造される。
レード法などで作成された圧電セラミック薄板に、印刷
などにより片面全面に電極を形成して積層体を作成し、
第１の積層体の電極形成面が第２の積層体の電極非形成
面に対向するように積層体を２枚の重ねてロール状に巻
き取り、所定の温度で焼成して製造される。
【０００３】圧電積層体を巻き取る際には、前記焼成時
に焼失する材質の軸材を中心に前記圧電積層体を巻きつ
けたり、焼成する前に中心軸を抜き取るなどの方法が取
られれていた。
に焼失する材質の軸材を中心に前記圧電積層体を巻きつ
けたり、焼成する前に中心軸を抜き取るなどの方法が取
られれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、セラミックシ
ートを中心軸に巻きつけ、加圧しながら巻き取る方法で
は、巻き取り軸方向に長尺化したセラミックシートを巻
き取る場合、中心軸の真直度や径のばらつきが生じ、均
一なロール型圧電素子を作るのが困難である。また、焼
成前に中心軸を抜き取る製造方法の場合、長尺化したロ
ールから中心軸を抜き取るのが困難である。さらに、素
子が小型化する場合、中心軸も細径化するため、上記の
点がさらに困難となる。また、中心軸に巻きつける段階
で加圧しながら巻きつけると、セラミックシートが破れ
たり、延伸するなどの不具合が発生しやすい。
ートを中心軸に巻きつけ、加圧しながら巻き取る方法で
は、巻き取り軸方向に長尺化したセラミックシートを巻
き取る場合、中心軸の真直度や径のばらつきが生じ、均
一なロール型圧電素子を作るのが困難である。また、焼
成前に中心軸を抜き取る製造方法の場合、長尺化したロ
ールから中心軸を抜き取るのが困難である。さらに、素
子が小型化する場合、中心軸も細径化するため、上記の
点がさらに困難となる。また、中心軸に巻きつける段階
で加圧しながら巻きつけると、セラミックシートが破れ
たり、延伸するなどの不具合が発生しやすい。
【０００５】上記の理由により、大量生産する場合に
は、上記方法は適していなかった。
は、上記方法は適していなかった。
【０００６】したがって、本発明が解決しようとする技
術的課題は、簡便な構成で圧電セラミックスの積層体を
効率よく巻き取ることができるロール型圧電素子製造装
置を提供することである。
術的課題は、簡便な構成で圧電セラミックスの積層体を
効率よく巻き取ることができるロール型圧電素子製造装
置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のロ
ール型圧電素子製造装置を提供する。
は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のロ
ール型圧電素子製造装置を提供する。
【０００８】ロール型圧電素子製造装置は、セラミック
ス系圧電材料からなる薄板状圧電材層と電極層とから構
成される積層体を筒状に巻いて形成されるロール型圧電
素子を製造する装置である。ロール型圧電素子製造装置
は、第１の部材と、前記第１の部材に対し所定の間隔を
持って配置され前記第１の部材に対し相対移動する第２
の部材とを有し、前記積層体は、前記第１の部材に対す
る前記第２の部材の相対移動により、前記第１の部材と
前記第２の部材とに接触しつつ回転しながら筒状に巻か
れる。
ス系圧電材料からなる薄板状圧電材層と電極層とから構
成される積層体を筒状に巻いて形成されるロール型圧電
素子を製造する装置である。ロール型圧電素子製造装置
は、第１の部材と、前記第１の部材に対し所定の間隔を
持って配置され前記第１の部材に対し相対移動する第２
の部材とを有し、前記積層体は、前記第１の部材に対す
る前記第２の部材の相対移動により、前記第１の部材と
前記第２の部材とに接触しつつ回転しながら筒状に巻か
れる。
【０００９】上記構成において、積層体とは、例えば、
ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）などの粉末をバインダ
ー樹脂などとともに溶媒で混練し、シート状に形成した
グリーンシートと呼ばれるセラミックス系圧電材料の表
面に印刷などによって電極層を設けたものである。この
ようにして製造した積層体を第１及び第２の部材の間に
投入する。前記第１及び第２の部材は相対的に移動して
おり、投入された積層体は両部材に接触し、その隙間を
径方向に転がりながら搬送される。積層体が搬送されて
いる方向に進むにしたがって両部材の間隔を徐々に小さ
くすると、はじめ緩く巻かれていた積層体は、その層間
に滑りを生じながら徐々に細く巻き締まり、所定の径と
なる。
ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）などの粉末をバインダ
ー樹脂などとともに溶媒で混練し、シート状に形成した
グリーンシートと呼ばれるセラミックス系圧電材料の表
面に印刷などによって電極層を設けたものである。この
ようにして製造した積層体を第１及び第２の部材の間に
投入する。前記第１及び第２の部材は相対的に移動して
おり、投入された積層体は両部材に接触し、その隙間を
径方向に転がりながら搬送される。積層体が搬送されて
いる方向に進むにしたがって両部材の間隔を徐々に小さ
くすると、はじめ緩く巻かれていた積層体は、その層間
に滑りを生じながら徐々に細く巻き締まり、所定の径と
なる。
【００１０】上記構成によれば、低い圧力でロール型圧
電素子を製造できることから、積層体に加わる負荷が小
さく、薄い積層体を用いた場合でも破れや変形などがな
く、高い良品率で製造することが可能である。
電素子を製造できることから、積層体に加わる負荷が小
さく、薄い積層体を用いた場合でも破れや変形などがな
く、高い良品率で製造することが可能である。
【００１１】また、ロール型圧電素子の径は、第１及び
第２の部材の間隔によって決定されるので、中心軸の真
直度や径のばらつきが生じず、均一なロール型圧電素子
を作ることができる。
第２の部材の間隔によって決定されるので、中心軸の真
直度や径のばらつきが生じず、均一なロール型圧電素子
を作ることができる。
【００１２】さらに、ロール型圧電素子の製造に巻き取
り軸を用いないため、巻き上げ後の巻き取り軸の抜き取
りも不要である。したがって、大きいサイズの積層体を
巻き取ることが可能となる。大きいサイズの積層体を巻
き取った後、軸方向に切断することによってロール型圧
電素子を大量に製造することができる。
り軸を用いないため、巻き上げ後の巻き取り軸の抜き取
りも不要である。したがって、大きいサイズの積層体を
巻き取ることが可能となる。大きいサイズの積層体を巻
き取った後、軸方向に切断することによってロール型圧
電素子を大量に製造することができる。
【００１３】したがって、簡便な構成で圧電セラミック
スの積層体を効率よくロールすることができる。
スの積層体を効率よくロールすることができる。
【００１４】本発明の圧電変換素子は、具体的には以下
のように種々の態様で構成することができる。
のように種々の態様で構成することができる。
【００１５】好ましくは、前記第１の部材と前記第２の
部材との間隔は、前記積層体が投入される入り口側では
広く、出口方向に行くに従い徐々に狭くなる。
部材との間隔は、前記積層体が投入される入り口側では
広く、出口方向に行くに従い徐々に狭くなる。
【００１６】上記構成において、積層体は、前記第１の
部材と前記第２の部材の間に設けられた間隔の間を転が
ることにより巻かれるため、その間隔を徐々に狭くする
ことによって、積層体を徐々にきつく巻き締めることが
できる。
部材と前記第２の部材の間に設けられた間隔の間を転が
ることにより巻かれるため、その間隔を徐々に狭くする
ことによって、積層体を徐々にきつく巻き締めることが
できる。
【００１７】好ましくは、前記第１の部材と第２の部材
との間隔は、可変する。
との間隔は、可変する。
【００１８】上記構成によれば、例えば第２の部材の位
置を調整し、前記第１の部材と第２の部材の間に設けら
れた間隔を変化させることによって、種々のタイプのロ
ール型圧電素子を製造することができる。
置を調整し、前記第１の部材と第２の部材の間に設けら
れた間隔を変化させることによって、種々のタイプのロ
ール型圧電素子を製造することができる。
【００１９】好ましくは、前記第１及び第２の部材の少
なくとも一方の前記積層体と接触する接触面が、略平面
である。
なくとも一方の前記積層体と接触する接触面が、略平面
である。
【００２０】上記構成において、積層体は、前記第１及
び第２の部材に接触して転がることによって巻き締めら
れるため、前記第１及び第２の部材のうち少なくとも一
方の積層体との接触面は平面であることが好ましい。
び第２の部材に接触して転がることによって巻き締めら
れるため、前記第１及び第２の部材のうち少なくとも一
方の積層体との接触面は平面であることが好ましい。
【００２１】上記構成によれば、前記第２部材間の間隔
を高精度に制御することが容易となり、ロール型圧電素
子の寸法管理を高精度に行うことができる。
を高精度に制御することが容易となり、ロール型圧電素
子の寸法管理を高精度に行うことができる。
【００２２】好ましくは、前記第１及び第２の部材の少
なくとも一方が、無端ベルト状に形成される。
なくとも一方が、無端ベルト状に形成される。
【００２３】上記構成によれば、第１及び第２の部材の
少なくとも一方をベルトコンベアのように構成し、連続
的に回転させることにより、連続してロール型圧電素子
を製造することができる。
少なくとも一方をベルトコンベアのように構成し、連続
的に回転させることにより、連続してロール型圧電素子
を製造することができる。
【００２４】好ましくは、前記第１及び第２の部材の少
なくとも一方の前記積層体と接触する接触面が、略円筒
面である。
なくとも一方の前記積層体と接触する接触面が、略円筒
面である。
【００２５】上記構成によれば、円筒形の第１及び第２
の部材の少なくとも一方を、その中心軸を中心として回
転させることにより、連続してロール型圧電素子を製造
することができる。
の部材の少なくとも一方を、その中心軸を中心として回
転させることにより、連続してロール型圧電素子を製造
することができる。
【００２６】好ましくは、ロール型圧電素子製造装置
は、投入される積層体の少なくとも一部を緩く巻き、完
成状態よりも大きな径になるようあらかじめ巻き癖をつ
ける装置をさらに備える。
は、投入される積層体の少なくとも一部を緩く巻き、完
成状態よりも大きな径になるようあらかじめ巻き癖をつ
ける装置をさらに備える。
【００２７】上記構成によれば、ロール型圧電素子製造
装置に投入される積層体の少なくとも一部が、完成状態
よりも大きな径になるようにあらかじめ緩やかに巻き癖
がつけられているので、巻き取り時において、良好に巻
き取ることが容易となる。
装置に投入される積層体の少なくとも一部が、完成状態
よりも大きな径になるようにあらかじめ緩やかに巻き癖
がつけられているので、巻き取り時において、良好に巻
き取ることが容易となる。
【００２８】好ましくは、前記第１及び第２の部材の積
層体と接触する接触面が、０．３以上の静摩擦係数を有
する。
層体と接触する接触面が、０．３以上の静摩擦係数を有
する。
【００２９】上記構成において、第１及び第２の部材の
積層体との接触面は、積層体を巻き取る際に滑りを生じ
ない程度の摩擦係数を持つことが好ましく、静摩擦係数
０．３以上であれば、この条件を満足する。
積層体との接触面は、積層体を巻き取る際に滑りを生じ
ない程度の摩擦係数を持つことが好ましく、静摩擦係数
０．３以上であれば、この条件を満足する。
【００３０】さらに本発明は、以下のロール型圧電素子
の製造方法を提供する。
の製造方法を提供する。
【００３１】ロール型圧電素子の製造方法は、上記のロ
ール型圧電素子製造装置を用い、前記第１の部材と前記
第２の部材の少なくとも一方の前記積層体と接触する接
触面に接着剤を塗布し、前記積層体が筒状に巻き取られ
る際に前記積層体に前記接着剤を転写しつつ巻き取る。
ール型圧電素子製造装置を用い、前記第１の部材と前記
第２の部材の少なくとも一方の前記積層体と接触する接
触面に接着剤を塗布し、前記積層体が筒状に巻き取られ
る際に前記積層体に前記接着剤を転写しつつ巻き取る。
【００３２】前記第１の部材と第２の部材の少なくとも
一方の接触面に接着剤を塗布すると、第１部材に対する
第２の部材の相対移動に伴って、積層体が回転し外周に
接着剤が塗布される。この後、積層体は徐々に層間に滑
りを生じながら径を減じていくので、外周に塗布された
接着剤は、層間に巻き込まれ、巻き取り終端は接着され
る。
一方の接触面に接着剤を塗布すると、第１部材に対する
第２の部材の相対移動に伴って、積層体が回転し外周に
接着剤が塗布される。この後、積層体は徐々に層間に滑
りを生じながら径を減じていくので、外周に塗布された
接着剤は、層間に巻き込まれ、巻き取り終端は接着され
る。
【００３３】上記方法によれば、ロール型圧電素子を製
造する場合に、巻き終わりを接着することができるた
め、巻き取った積層体が再び緩むことはない。したがっ
て、圧電セラミックスの積層体を効率よくロールするこ
とができる。
造する場合に、巻き終わりを接着することができるた
め、巻き取った積層体が再び緩むことはない。したがっ
て、圧電セラミックスの積層体を効率よくロールするこ
とができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態に係る
ロール型圧電素子製造装置について、図面を参照しなが
ら説明する。
ロール型圧電素子製造装置について、図面を参照しなが
ら説明する。
【００３５】図１に本発明の第１実施形態に係るロール
型圧電素子製造装置について示す。本実施形態のロール
型圧電素子製造装置によって、ロール型圧電装置を製造
するには、まず、予備巻き工程を行う。予備巻き工程
は、積層体を所定形状より緩く巻き、巻き癖をつける工
程である。図１（ａ）に示す装置には、本体３４の中央
部分に断面が半円形状をした溝３５が設けられている。
予備巻き工程では、圧電セラミックスのグリーンシート
に電極を印刷した積層体３０を装置本体３４上に配置
し、溝３５上に存在する積層体３０の一部を巻き取り軸
３２の軸方向に伸びるすきまに挟み込む。この状態で、
巻き取り軸３２を矢印５０の方向に回転させることによ
って、断面半円形状の溝の形状に沿って積層体３０が所
定形状より緩く円形状に巻き取られ、巻き癖がつけられ
た加工積層体３６が作られる。
型圧電素子製造装置について示す。本実施形態のロール
型圧電素子製造装置によって、ロール型圧電装置を製造
するには、まず、予備巻き工程を行う。予備巻き工程
は、積層体を所定形状より緩く巻き、巻き癖をつける工
程である。図１（ａ）に示す装置には、本体３４の中央
部分に断面が半円形状をした溝３５が設けられている。
予備巻き工程では、圧電セラミックスのグリーンシート
に電極を印刷した積層体３０を装置本体３４上に配置
し、溝３５上に存在する積層体３０の一部を巻き取り軸
３２の軸方向に伸びるすきまに挟み込む。この状態で、
巻き取り軸３２を矢印５０の方向に回転させることによ
って、断面半円形状の溝の形状に沿って積層体３０が所
定形状より緩く円形状に巻き取られ、巻き癖がつけられ
た加工積層体３６が作られる。
【００３６】巻き癖がつけられた加工積層体３６は、図
１（ｂ）に示すように緩く巻き取られ、その径は、完成
品であるロール型積層体の径よりも大きく作られる。
１（ｂ）に示すように緩く巻き取られ、その径は、完成
品であるロール型積層体の径よりも大きく作られる。
【００３７】巻き癖がつけられた加工積層体３６は、図
１（ｃ）に示すロール型圧電素子製造装置に投入され
る。ロール型圧電素子製造装置１０は、ベルトコンベア
１２と巻き取り板１４とを有している。巻き取り板１４
は、ベルトコンベア１２に対し、所定の距離を保ち、固
定されており、図２に示すように、投入口側では広く、
搬送方向に向かうにつれて徐々に狭くなっている。
１（ｃ）に示すロール型圧電素子製造装置に投入され
る。ロール型圧電素子製造装置１０は、ベルトコンベア
１２と巻き取り板１４とを有している。巻き取り板１４
は、ベルトコンベア１２に対し、所定の距離を保ち、固
定されており、図２に示すように、投入口側では広く、
搬送方向に向かうにつれて徐々に狭くなっている。
【００３８】予備巻き工程において巻き癖がつけられた
加工積層体３６を投入口１６に投入する。投入された加
工積層体３６はベルトコンベア１２上に落下する。ベル
トコンベア１２は矢印５２で示す方向に回転しており、
加工積層体３６を搬送する。搬送された加工積層体３６
ａは、ベルトコンベア１２と巻き取り板１４との両方に
接触し、３６ｂに示すように徐々に狭くなる空間を矢印
５４で示す方向に転がりながら、巻き取られた層の間２
１，２２，２３，２４で滑りを生じつつ細く巻き締めら
れる。
加工積層体３６を投入口１６に投入する。投入された加
工積層体３６はベルトコンベア１２上に落下する。ベル
トコンベア１２は矢印５２で示す方向に回転しており、
加工積層体３６を搬送する。搬送された加工積層体３６
ａは、ベルトコンベア１２と巻き取り板１４との両方に
接触し、３６ｂに示すように徐々に狭くなる空間を矢印
５４で示す方向に転がりながら、巻き取られた層の間２
１，２２，２３，２４で滑りを生じつつ細く巻き締めら
れる。
【００３９】出口におけるベルトコンベア１２と巻き取
り板１４との距離１５を適宜調整することで、所望の径
を有するロール型圧電素子３６ｃを製造することができ
る。
り板１４との距離１５を適宜調整することで、所望の径
を有するロール型圧電素子３６ｃを製造することができ
る。
【００４０】出口の間隔調整の一例を以下に示す。積層
体の厚みが１００μｍ、巻き取り方向の長さ５０ｍｍの
場合、もっとも小さく巻き取った場合の断面積は、５ｍ
ｍ２となり、直径は、約２．５２ｍｍとなる。出口の間
隔を２．５２ｍｍに調整すると、積層体は、十分に巻き
締まり、図３（ａ）に示すような、中央に隙間のないロ
ール型圧電素子３６’を得ることができる。また、出口
の間隔を３ｍｍにすると、図３（ｂ）に示すような巻取
り中央部に空隙４０を有した、外径３ｍｍのロール型圧
電素子３６’’が得られる。
体の厚みが１００μｍ、巻き取り方向の長さ５０ｍｍの
場合、もっとも小さく巻き取った場合の断面積は、５ｍ
ｍ２となり、直径は、約２．５２ｍｍとなる。出口の間
隔を２．５２ｍｍに調整すると、積層体は、十分に巻き
締まり、図３（ａ）に示すような、中央に隙間のないロ
ール型圧電素子３６’を得ることができる。また、出口
の間隔を３ｍｍにすると、図３（ｂ）に示すような巻取
り中央部に空隙４０を有した、外径３ｍｍのロール型圧
電素子３６’’が得られる。
【００４１】図４は、予備巻き工程を行うための装置の
他の構成例を示す図である。図４（ａ）に示す装置は、
本体３４ａは２枚の板３８ａ，３８ｂで構成され、それ
ぞれの板は、ヒンジ３７で連結されている。１枚の板３
８ｂには、その端部に断面が半円形状をした溝３５が設
けられている。予備巻き工程では、圧電セラミックスの
グリーンシートに電極を印刷した積層体３０を板３８
ａ，３８ｂ上にその表面に沿わせて配置する。この状態
で板３８ｂを矢印５６に示すように折り畳む。このとき
の状態を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）に示すように、
板３８ｂは、破線で示す状態３８ｂ’を経由し、矢印５
６で示されるようにヒンジを中心として回転して、板３
８ａの上に重なるように折り畳まれる。図４（ｃ）に示
すように、このときの積層体３０は板３８ｂの溝に沿っ
て型押しされ、折り部３０’が膨らんだ状態で折り曲げ
られる。
他の構成例を示す図である。図４（ａ）に示す装置は、
本体３４ａは２枚の板３８ａ，３８ｂで構成され、それ
ぞれの板は、ヒンジ３７で連結されている。１枚の板３
８ｂには、その端部に断面が半円形状をした溝３５が設
けられている。予備巻き工程では、圧電セラミックスの
グリーンシートに電極を印刷した積層体３０を板３８
ａ，３８ｂ上にその表面に沿わせて配置する。この状態
で板３８ｂを矢印５６に示すように折り畳む。このとき
の状態を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）に示すように、
板３８ｂは、破線で示す状態３８ｂ’を経由し、矢印５
６で示されるようにヒンジを中心として回転して、板３
８ａの上に重なるように折り畳まれる。図４（ｃ）に示
すように、このときの積層体３０は板３８ｂの溝に沿っ
て型押しされ、折り部３０’が膨らんだ状態で折り曲げ
られる。
【００４２】この予備工程の装置は、積層体３０の両面
に電極を形成し、中央から巻き取る形態のロール型圧電
素子を製造するのに適している。このタイプのロール型
圧電素子では、圧電セラミックスのグリーンシートの両
面に電極を塗布した積層体を用いる。巻き取りの層間に
隙間があっても電極の有効面積が変わらないため、高い
圧力を加え、層間を密着させる必要がない。この加工積
層体によれば、ベルトコンベア１２と巻き取り板１４の
間隔１５を適宜調整することで、図３（ａ）に示すよう
な層間が密着した巻き方のロール型圧電素子や図３
（ｂ）に示すような層間や巻き取り中央部に空隙４０を
有するような巻き方のロール型圧電素子にも対応が可能
である。したがって、この装置によれば、任意に径の制
御が可能となるため、積層体の厚み、長さ、巻き取り軸
の太さによりロール型圧電素子の外径が決まり微調整が
困難であるという問題を解消することができる。また、
低い圧力でロール型圧電素子を製造することができるこ
とから、積層体に加わる負荷が小さく、薄い積層体での
製造に際しても破れや変形などが少なく、高い良品率で
製造することが可能となる。さらに、巻き取り軸を用い
ないため、大きいサイズの積層体を巻き取ることが可能
となる。
に電極を形成し、中央から巻き取る形態のロール型圧電
素子を製造するのに適している。このタイプのロール型
圧電素子では、圧電セラミックスのグリーンシートの両
面に電極を塗布した積層体を用いる。巻き取りの層間に
隙間があっても電極の有効面積が変わらないため、高い
圧力を加え、層間を密着させる必要がない。この加工積
層体によれば、ベルトコンベア１２と巻き取り板１４の
間隔１５を適宜調整することで、図３（ａ）に示すよう
な層間が密着した巻き方のロール型圧電素子や図３
（ｂ）に示すような層間や巻き取り中央部に空隙４０を
有するような巻き方のロール型圧電素子にも対応が可能
である。したがって、この装置によれば、任意に径の制
御が可能となるため、積層体の厚み、長さ、巻き取り軸
の太さによりロール型圧電素子の外径が決まり微調整が
困難であるという問題を解消することができる。また、
低い圧力でロール型圧電素子を製造することができるこ
とから、積層体に加わる負荷が小さく、薄い積層体での
製造に際しても破れや変形などが少なく、高い良品率で
製造することが可能となる。さらに、巻き取り軸を用い
ないため、大きいサイズの積層体を巻き取ることが可能
となる。
【００４３】図５に本発明の第２実施形態に係るロール
型圧電素子製造装置の構成について示す。本実施形態の
ロール型圧電素子製造装置は、図５に概略的に示すよう
に、上巻き取り板１４’と下巻き取り板１２'とを有す
る。上巻き取り板１４’は下巻き取り板１２’に対し、
徐々に狭くなる空隙をもって設置されている。上巻き取
り板１４’は、矢印５６に示すような軌跡を通る平行移
動運動を行い、１４’ａ、１４’ｂのように回転移動す
る。投入口から予備巻き工程を終わった加工積層体を投
入すると、加工積層体３６は、上巻き取り板１４’と下
巻き取り板１２’とに接触しながら、上巻き取り板１
４’の移動に伴って移動し、３６ｅに示すように上巻き
取り板の後端から離れるまで所定径に巻き取られる。出
口の距離１５によってロール型圧電素子３６ｅの完成径
が決定されるのは、上述の第１の実施形態と同様であ
る。
型圧電素子製造装置の構成について示す。本実施形態の
ロール型圧電素子製造装置は、図５に概略的に示すよう
に、上巻き取り板１４’と下巻き取り板１２'とを有す
る。上巻き取り板１４’は下巻き取り板１２’に対し、
徐々に狭くなる空隙をもって設置されている。上巻き取
り板１４’は、矢印５６に示すような軌跡を通る平行移
動運動を行い、１４’ａ、１４’ｂのように回転移動す
る。投入口から予備巻き工程を終わった加工積層体を投
入すると、加工積層体３６は、上巻き取り板１４’と下
巻き取り板１２’とに接触しながら、上巻き取り板１
４’の移動に伴って移動し、３６ｅに示すように上巻き
取り板の後端から離れるまで所定径に巻き取られる。出
口の距離１５によってロール型圧電素子３６ｅの完成径
が決定されるのは、上述の第１の実施形態と同様であ
る。
【００４４】本実施形態のロール型圧電素子製造装置
は、層間を高圧で密着させたロール型圧電素子の製造に
適している。
は、層間を高圧で密着させたロール型圧電素子の製造に
適している。
【００４５】セラミックシートの片側に電極を設置した
積層体を２枚重ね、巻き取ることで製造されるロール型
圧電素子は、巻き取り層の間に隙間を生じると、その部
分は正負の電極に挟まれない不良個所となる。このた
め、層間がきっちりと密着するように、積層体を加圧し
ながら巻き取る必要がある。
積層体を２枚重ね、巻き取ることで製造されるロール型
圧電素子は、巻き取り層の間に隙間を生じると、その部
分は正負の電極に挟まれない不良個所となる。このた
め、層間がきっちりと密着するように、積層体を加圧し
ながら巻き取る必要がある。
【００４６】このためには、加工積層体３６が接触する
面は、高い平面度や高い剛性を有することが必要とな
る。この第２の実施形態によれば、上側巻き取り板１
４’及び下側巻き取り板１２’を金属などで構成するこ
とができ、高い平面度と高い剛性を備えることが可能と
なる。
面は、高い平面度や高い剛性を有することが必要とな
る。この第２の実施形態によれば、上側巻き取り板１
４’及び下側巻き取り板１２’を金属などで構成するこ
とができ、高い平面度と高い剛性を備えることが可能と
なる。
【００４７】図６に本発明の第３実施形態に係るロール
型圧電素子製造装置の構成について示す。本実施形態の
ロール型圧電素子製造装置は、図６に概略的に示すよう
に、固定側巻取り円筒１２ｃと可動側巻取り円筒１４ｃ
とを有する。可動側巻取り円筒１４ｃは、固定側巻取り
円筒１２ｃに対し、矢印５８で示す方向に回転するよう
に設けられ、その表面と固定側巻取り円筒１２ｃの表面
との間隔は徐々に狭くなるように設置されている。投入
口から予備巻き工程を終えた加工積層体３６を投入する
と、加工積層体３６は、矢印６０で示すように両円筒の
間の隙間に入り、両円筒表面に接触しながら転がりロー
ル型に巻き締められる。出口まで転がされた加工積層体
３６ｆは、出口における両円筒の間隔によってその完成
径が決定され、矢印６２に示すように装置外に排出され
る。
型圧電素子製造装置の構成について示す。本実施形態の
ロール型圧電素子製造装置は、図６に概略的に示すよう
に、固定側巻取り円筒１２ｃと可動側巻取り円筒１４ｃ
とを有する。可動側巻取り円筒１４ｃは、固定側巻取り
円筒１２ｃに対し、矢印５８で示す方向に回転するよう
に設けられ、その表面と固定側巻取り円筒１２ｃの表面
との間隔は徐々に狭くなるように設置されている。投入
口から予備巻き工程を終えた加工積層体３６を投入する
と、加工積層体３６は、矢印６０で示すように両円筒の
間の隙間に入り、両円筒表面に接触しながら転がりロー
ル型に巻き締められる。出口まで転がされた加工積層体
３６ｆは、出口における両円筒の間隔によってその完成
径が決定され、矢印６２に示すように装置外に排出され
る。
【００４８】図７に本発明の第４実施形態に係るロール
型圧電素子製造装置の構成について示す。本実施形態の
ロール型圧電素子製造装置は、図７に概略的に示すよう
に、ベルトコンベア１２と巻き取り板１４とを有してい
る。巻き取り板１４は投入口から出口方向にかけて徐々
に狭くなっておらず、ベルトコンベア１２と略平行に設
けられている。また、巻き取り板１４は図に示すよう
に、ベルトコンベア１２との間隔を変更できるように、
破線で示す１４ｄとの間で位置を変更できるように設け
られている。巻き取り板１４には所定の荷重Ｆが矢印７
０で示すようにベルトコンベア１２方向へかけられてい
る。ベルトコンベア１２は矢印６６で示される方向に回
転しており、投入口から投入された加工積層体３６を搬
送する。加工積層体３６が巻き取り板１４に接触する
と、ベルトコンベア１２の動きに伴って、矢印６４で示
す方向に転がりながら、巻き取られた層の間にすべりを
生じつつ、細く巻き締められる。巻き取り板１４はその
位置が可変であり、下向きに荷重がかけられているの
で、加工積層体３６は強く巻き締められる。すなわち、
荷重Ｆを制御することで、巻きの圧力を調整することが
でき、より良好にロール型圧電素子３６ｇを製造するこ
とができる。
型圧電素子製造装置の構成について示す。本実施形態の
ロール型圧電素子製造装置は、図７に概略的に示すよう
に、ベルトコンベア１２と巻き取り板１４とを有してい
る。巻き取り板１４は投入口から出口方向にかけて徐々
に狭くなっておらず、ベルトコンベア１２と略平行に設
けられている。また、巻き取り板１４は図に示すよう
に、ベルトコンベア１２との間隔を変更できるように、
破線で示す１４ｄとの間で位置を変更できるように設け
られている。巻き取り板１４には所定の荷重Ｆが矢印７
０で示すようにベルトコンベア１２方向へかけられてい
る。ベルトコンベア１２は矢印６６で示される方向に回
転しており、投入口から投入された加工積層体３６を搬
送する。加工積層体３６が巻き取り板１４に接触する
と、ベルトコンベア１２の動きに伴って、矢印６４で示
す方向に転がりながら、巻き取られた層の間にすべりを
生じつつ、細く巻き締められる。巻き取り板１４はその
位置が可変であり、下向きに荷重がかけられているの
で、加工積層体３６は強く巻き締められる。すなわち、
荷重Ｆを制御することで、巻きの圧力を調整することが
でき、より良好にロール型圧電素子３６ｇを製造するこ
とができる。
【００４９】本発明のロール型圧電素子製造装置の変形
例として、加工積層体を巻き取った後、巻き終わり終端
の緩み防止のために接着剤を塗布する例を説明する。製
造装置の種類は特に制限はないが、例として、図２に示
す第１実施形態のものを引用して説明する。
例として、加工積層体を巻き取った後、巻き終わり終端
の緩み防止のために接着剤を塗布する例を説明する。製
造装置の種類は特に制限はないが、例として、図２に示
す第１実施形態のものを引用して説明する。
【００５０】図２に示すロール型圧電素子製造装置にお
いて、ベルトコンベア１２上に適量の接着液を塗布、噴
霧などの手段で供給できるようような接着液供給部を設
置する。上述のように、加工積層体３６は、ベルトコン
ベア１２と巻き取り板１４の双方に接触して、ベルトコ
ンベア１２上を相対的に進行方向後方に転がりながら巻
き取られる。投入位置より後方に接着液供給部を配置す
ると、加工積層体３６の外周に接着液が塗布される。こ
の後、加工積層体３６は徐々に層間に滑りを生じながら
径を減じていくので、外周に塗布された接着液も層間に
巻き込まれ、巻き取り終端は接着される。
いて、ベルトコンベア１２上に適量の接着液を塗布、噴
霧などの手段で供給できるようような接着液供給部を設
置する。上述のように、加工積層体３６は、ベルトコン
ベア１２と巻き取り板１４の双方に接触して、ベルトコ
ンベア１２上を相対的に進行方向後方に転がりながら巻
き取られる。投入位置より後方に接着液供給部を配置す
ると、加工積層体３６の外周に接着液が塗布される。こ
の後、加工積層体３６は徐々に層間に滑りを生じながら
径を減じていくので、外周に塗布された接着液も層間に
巻き込まれ、巻き取り終端は接着される。
【００５１】塗布される接着液は、焼成過程で焼失する
ようなものが好ましい。具体的には、上記例ではゴム系
接着剤を用いているが、その他、ウレタン系、その他の
有機系接着剤も用いることができる。また、液体だけで
はなく、圧力や温度で接着する粉末状接着剤など焼成工
程で焼失する接着材料も用いることができる。
ようなものが好ましい。具体的には、上記例ではゴム系
接着剤を用いているが、その他、ウレタン系、その他の
有機系接着剤も用いることができる。また、液体だけで
はなく、圧力や温度で接着する粉末状接着剤など焼成工
程で焼失する接着材料も用いることができる。
【００５２】その他、巻き取り形状を保持する手段とし
て、焼成工程で焼失するテープを巻きつけたり、クリッ
プでとめても良い。また、積層体の自己タック性を利用
したり圧着をすることも可能である。
て、焼成工程で焼失するテープを巻きつけたり、クリッ
プでとめても良い。また、積層体の自己タック性を利用
したり圧着をすることも可能である。
【００５３】その他の例として、焼成温度で焼成も変形
もおこさないセラミック製などのチューブに積層体を挿
入し、焼成しても良い。巻き取られた積層体を焼成する
と収縮するので、容易にチューブから抜き取ることがで
きる。
もおこさないセラミック製などのチューブに積層体を挿
入し、焼成しても良い。巻き取られた積層体を焼成する
と収縮するので、容易にチューブから抜き取ることがで
きる。
【００５４】上記各実施形態において、加工積層体が接
触する２つの部材の接触面は、積層体を巻き取る際に滑
りを生じない程度の摩擦係数を持つことが好ましい。具
体的には、静摩擦係数が０．３以上であることが望まし
い。静摩擦係数を調整するために、ゴム、シリコンなど
を接触表面に設けてもよいし、ブラスティングや電蝕、
型押しなどの手段により表面に凹凸を付けてもよい。
触する２つの部材の接触面は、積層体を巻き取る際に滑
りを生じない程度の摩擦係数を持つことが好ましい。具
体的には、静摩擦係数が０．３以上であることが望まし
い。静摩擦係数を調整するために、ゴム、シリコンなど
を接触表面に設けてもよいし、ブラスティングや電蝕、
型押しなどの手段により表面に凹凸を付けてもよい。
【００５５】また、上記実施形態に示したロール型圧電
素子製造装置以外に、円筒と平面を組み合わせた形態
や、楕円形や長円筒など巻き取り面が適宜湾曲したもの
であっても、同様のロール型圧電素子の製造が可能であ
る。例えば、第４実施形態を示す図８に示したように、
巻き取り板１４とベルトコンベア１２との間隔を搬送方
向６８で適宜変化させることにより、巻き取り板の中央
部１４ｘの部分で一度硬く巻き締められた積層体が、後
方部１４ｙに移動することで全体的に若干緩み、層間に
空隙を持たせた形状で巻き取られたロール型圧電素子３
６ｈを製造することも可能である。
素子製造装置以外に、円筒と平面を組み合わせた形態
や、楕円形や長円筒など巻き取り面が適宜湾曲したもの
であっても、同様のロール型圧電素子の製造が可能であ
る。例えば、第４実施形態を示す図８に示したように、
巻き取り板１４とベルトコンベア１２との間隔を搬送方
向６８で適宜変化させることにより、巻き取り板の中央
部１４ｘの部分で一度硬く巻き締められた積層体が、後
方部１４ｙに移動することで全体的に若干緩み、層間に
空隙を持たせた形状で巻き取られたロール型圧電素子３
６ｈを製造することも可能である。
【００５６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
ものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【図１】 本発明の第１実施形態に係るロール型圧電素
子製造装置を示す図である。
子製造装置を示す図である。
【図２】 本発明の第１実施形態に係るロール型圧電素
子製造装置の原理を説明するための図である。
子製造装置の原理を説明するための図である。
【図３】 本発明の第１実施形態に係るロール型圧電素
子製造装置で製造されるロール型圧電素子の例を示す図
である。
子製造装置で製造されるロール型圧電素子の例を示す図
である。
【図４】 予備巻き工程を行うための装置の他の構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】 本発明の第２実施形態に係るロール型圧電素
子製造装置を示す図である。
子製造装置を示す図である。
【図６】 本発明の第３実施形態に係るロール型圧電素
子製造装置を示す図である。
子製造装置を示す図である。
【図７】 本発明の第４実施形態に係るロール型圧電素
子製造装置を示す図である。
子製造装置を示す図である。
【図８】 本発明のロール型圧電素子製造装置の変形例
を示す図である。
を示す図である。
１０ ロール型圧電素子製造装置 １２ ベルトコンベア １２’ 下巻き取り板 １２ｃ 固定側巻取り円筒 １４ 巻き取り板 １４’ 上巻き取り板 １４ｃ 可動側巻取り円筒 １６ 投入口 ３０ 積層体 ３０’ 折り部 ３２ 巻き取り軸 ３４，３４ａ 予備巻き装置本体 ３５ 溝 ３６ 加工積層体 ３６’，３６’’ ロール型圧電素子 ３７ ヒンジ ３８ａ，３８ｂ 板 ４０ 空隙
Claims (9)
- 【請求項１】 セラミックス系圧電材料からなる薄板状
圧電材層と電極層とから構成される積層体を筒状に巻い
て形成されるロール型圧電素子を製造するロール型圧電
素子製造装置において、 第１の部材と、前記第１の部材に対し所定の間隔を持っ
て配置され前記第１の部材に対し相対移動する第２の部
材とを有し、 前記第１の部材に対する前記第２の部材の相対移動によ
り、前記積層体が前記第１の部材と前記第２の部材とに
接触しつつ回転しながら筒状に巻かれることを特徴とす
る、ロール型圧電素子製造装置。 - 【請求項２】 前記第１の部材と前記第２の部材との間
隔は、前記積層体が投入される入り口側では広く、出口
方向に行くに従い徐々に狭くなることを特徴とする、請
求項１記載のロール型圧電素子製造装置。 - 【請求項３】 前記第１の部材と第２の部材との間隔
は、可変することを特徴とする、請求項１記載のロール
型圧電素子製造装置。 - 【請求項４】 前記第１及び第２の部材の少なくとも一
方の前記積層体と接触する接触面が、略平面であること
を特徴とする、請求項１記載のロール型圧電素子製造装
置。 - 【請求項５】 前記第１及び第２の部材の少なくとも一
方が、無端ベルト状に形成されることを特徴とする、請
求項３記載のロール型圧電素子製造装置。 - 【請求項６】 前記第１及び第２の部材の少なくとも一
方の前記積層体と接触する接触面が、略円筒面であるこ
とを特徴とする、請求項１記載のロール型圧電素子製造
装置。 - 【請求項７】 投入される積層体の少なくとも一部を緩
く巻き、完成状態よりも大きな径になるようあらかじめ
巻き癖をつける装置をさらに備えることを特徴とする、
請求項１から６いずれか一つに記載のロール型圧電素子
製造装置。 - 【請求項８】 前記第１及び第２の部材の積層体と接触
する接触面が、０．３以上の静摩擦係数を有することを
特徴とする、請求項１から７いずれか一つに記載のロー
ル型圧電素子製造装置。 - 【請求項９】 請求項１記載のロール型圧電素子製造装
置を用いるロール型圧電素子の製造方法であって、 前記第１の部材と前記第２の部材の少なくとも一方の前
記積層体と接触する接触面に接着剤を塗布し、前記積層
体が筒状に巻き取られる際に前記積層体に前記接着剤を
転写しつつ巻き取ることを特徴とするロール型圧電素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032225A JP2002237625A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | ロール型圧電素子製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001032225A JP2002237625A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | ロール型圧電素子製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002237625A true JP2002237625A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18896193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001032225A Pending JP2002237625A (ja) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | ロール型圧電素子製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002237625A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7400080B2 (en) * | 2002-09-20 | 2008-07-15 | Danfoss A/S | Elastomer actuator and a method of making an actuator |
| US7868221B2 (en) | 2003-02-24 | 2011-01-11 | Danfoss A/S | Electro active elastic compression bandage |
| US8181338B2 (en) | 2000-11-02 | 2012-05-22 | Danfoss A/S | Method of making a multilayer composite |
| US8692442B2 (en) | 2012-02-14 | 2014-04-08 | Danfoss Polypower A/S | Polymer transducer and a connector for a transducer |
| US8891222B2 (en) | 2012-02-14 | 2014-11-18 | Danfoss A/S | Capacitive transducer and a method for manufacturing a transducer |
| KR101472550B1 (ko) | 2014-06-16 | 2014-12-16 | (주)노바코스 | 피에조센서 제조방법 |
-
2001
- 2001-02-08 JP JP2001032225A patent/JP2002237625A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8181338B2 (en) | 2000-11-02 | 2012-05-22 | Danfoss A/S | Method of making a multilayer composite |
| US7400080B2 (en) * | 2002-09-20 | 2008-07-15 | Danfoss A/S | Elastomer actuator and a method of making an actuator |
| US7895728B2 (en) | 2002-09-20 | 2011-03-01 | Danfoss A/S | Method of making a rolled elastomer actiuator |
| US7868221B2 (en) | 2003-02-24 | 2011-01-11 | Danfoss A/S | Electro active elastic compression bandage |
| US8692442B2 (en) | 2012-02-14 | 2014-04-08 | Danfoss Polypower A/S | Polymer transducer and a connector for a transducer |
| US8891222B2 (en) | 2012-02-14 | 2014-11-18 | Danfoss A/S | Capacitive transducer and a method for manufacturing a transducer |
| KR101472550B1 (ko) | 2014-06-16 | 2014-12-16 | (주)노바코스 | 피에조센서 제조방법 |
| WO2015194811A1 (ko) * | 2014-06-16 | 2015-12-23 | (주)노바코스 | 피에조 센서 및 그 제조방법 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050613 |