JP2711870B2 - 積層型圧電アクチュエータ - Google Patents
積層型圧電アクチュエータInfo
- Publication number
- JP2711870B2 JP2711870B2 JP63274588A JP27458888A JP2711870B2 JP 2711870 B2 JP2711870 B2 JP 2711870B2 JP 63274588 A JP63274588 A JP 63274588A JP 27458888 A JP27458888 A JP 27458888A JP 2711870 B2 JP2711870 B2 JP 2711870B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric actuator
- exposed
- electrodes
- internal electrodes
- laminated piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気的入力エネルギーを変位や力の機械エ
ネルギーに変換する積層型圧電アクチュエータに係りさ
らに詳細には、湿度の高い環境下においても使用可能と
する積層型圧電アクチュエータに関するものである。
ネルギーに変換する積層型圧電アクチュエータに係りさ
らに詳細には、湿度の高い環境下においても使用可能と
する積層型圧電アクチュエータに関するものである。
精密位置決め装置や精密Ｘ−Ｙテーブルのアクチュエ
ータとして、従来、ボイスコイルモータやパルスモータ
等の電磁式アクチュエータが用いられているが、近年、
位置決め精度、応答速度、消費電力等から電磁式アクチ
ュエータより優れている積層型圧電アクチュエータが用
いられつつある。
ータとして、従来、ボイスコイルモータやパルスモータ
等の電磁式アクチュエータが用いられているが、近年、
位置決め精度、応答速度、消費電力等から電磁式アクチ
ュエータより優れている積層型圧電アクチュエータが用
いられつつある。
積層型圧電アクチュエータは、圧電活性セラミックス
断面と内部電極面積を一致させる様に構成することによ
り、応力集中がなく、製造方法の進歩により発生歪を大
きくする事が可能となっている。この積層型圧電アクチ
ュエータの構造を第２図に示す。
断面と内部電極面積を一致させる様に構成することによ
り、応力集中がなく、製造方法の進歩により発生歪を大
きくする事が可能となっている。この積層型圧電アクチ
ュエータの構造を第２図に示す。
第２図に示すように、積層型圧電アクチュエータの側
面は対向内部電極12が表面に露出した構造となってお
り、従って、積層型圧電アクチュエータの電気的絶縁を
確保する為、側面を樹脂外装するのが一般的である。
面は対向内部電極12が表面に露出した構造となってお
り、従って、積層型圧電アクチュエータの電気的絶縁を
確保する為、側面を樹脂外装するのが一般的である。
しかしこの樹脂外装は、水分の浸入、透過を防止する
事は困難であり、積層型圧電アクチュエータを高湿度の
環境下で長時間すると、絶縁抵抗が低下し、著だしく
は、ショートに至るという欠点がある。
事は困難であり、積層型圧電アクチュエータを高湿度の
環境下で長時間すると、絶縁抵抗が低下し、著だしく
は、ショートに至るという欠点がある。
そこで、本発明の技術的課題は、前記欠点を解決する
ためになされたもので、高湿度環境下でも使用可能な積
層型圧電アクチュエータの提供することにある。
ためになされたもので、高湿度環境下でも使用可能な積
層型圧電アクチュエータの提供することにある。
本発明によれば、互いに対向電極を構成する複数の内
部電極を有する圧電活性セラミックス積層体の該内部電
極が表面に露出した複数の面のうち所定の面に外部電極
を形成してなる積層型圧電アクチュエータにおいて、上
記内部電極が露出した面のうち上記外部電極を形成した
覆面以外の露出面に、酸化アルミニウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化シリ
コン、炭化シリコンのうち少なくとも１種よりなる薄板
を接着し、該薄板及び該外部電極を含む圧電セラミック
ス積層体の外側を有機塗料で被覆してなることを特徴と
する積層型圧電アクチュエータが得られる。
部電極を有する圧電活性セラミックス積層体の該内部電
極が表面に露出した複数の面のうち所定の面に外部電極
を形成してなる積層型圧電アクチュエータにおいて、上
記内部電極が露出した面のうち上記外部電極を形成した
覆面以外の露出面に、酸化アルミニウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化シリ
コン、炭化シリコンのうち少なくとも１種よりなる薄板
を接着し、該薄板及び該外部電極を含む圧電セラミック
ス積層体の外側を有機塗料で被覆してなることを特徴と
する積層型圧電アクチュエータが得られる。
有機物系の樹脂で水分の浸入や透過を防止する事は、
実質的に困難であるため、本発明では、酸化アルミニウ
ム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、窒化アルミ
ニウム、窒化シリコン、炭化シリコンのうち少なくとも
一種類の無機物材料を用いて、水分の浸入や透過を防止
する事を特徴としている。該無機物材料は、水分の透過
を防止する程に充分な緻密性、材料自体の高絶縁抵抗、
工業的製造の難易性、及びコスト等を配慮して選んだ材
料である。
実質的に困難であるため、本発明では、酸化アルミニウ
ム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、窒化アルミ
ニウム、窒化シリコン、炭化シリコンのうち少なくとも
一種類の無機物材料を用いて、水分の浸入や透過を防止
する事を特徴としている。該無機物材料は、水分の透過
を防止する程に充分な緻密性、材料自体の高絶縁抵抗、
工業的製造の難易性、及びコスト等を配慮して選んだ材
料である。
以下本発明の実施例について第１図を用いて説明す
る。第１図において、Pb｛（Ni・Nb）,Ti,Zr｝O3系圧電
活性セラミックス１を出発原料として、厚膜積層法によ
り、断面が５×5mm、長さが18mmの寸法の積層型圧電ア
クチュエータを試作した。内部電極２の材料は銀パラジ
ウムを用い、内部電極２の間隔は115μｍ、電極層数は1
50層である。次にこの積層型圧電アクチュエータの外部
電極形成面以外の内部電極２露出面に、厚み0.1mmの酸
化ジルコニウム薄膜３を接着し、電極形成面にガラス絶
縁物被覆４を対向する面に交互に施し、更に外部電極５
を形成した。この外部電極５はリード６と接合した。し
かる後に、エポキシ樹脂で、外側にコーティングを施し
た。
る。第１図において、Pb｛（Ni・Nb）,Ti,Zr｝O3系圧電
活性セラミックス１を出発原料として、厚膜積層法によ
り、断面が５×5mm、長さが18mmの寸法の積層型圧電ア
クチュエータを試作した。内部電極２の材料は銀パラジ
ウムを用い、内部電極２の間隔は115μｍ、電極層数は1
50層である。次にこの積層型圧電アクチュエータの外部
電極形成面以外の内部電極２露出面に、厚み0.1mmの酸
化ジルコニウム薄膜３を接着し、電極形成面にガラス絶
縁物被覆４を対向する面に交互に施し、更に外部電極５
を形成した。この外部電極５はリード６と接合した。し
かる後に、エポキシ樹脂で、外側にコーティングを施し
た。
試作した積層型圧電アクチュエータの高湿度環境下で
の信頼性を調べるために、温度50℃、相対湿度95％の雰
囲気中で直流電圧100Vを連続印加するエージングを実施
した。比較の従来構造の積層型圧電アクチュエータを同
時にエージングした結果を第１表に示す。試験に供した
試料数は、それぞれ100個であり、また、絶縁抵抗が１
桁以上低下した場合、不良とみなし、不良発生割合は、
エージング時間による累積不良率で表わした。
の信頼性を調べるために、温度50℃、相対湿度95％の雰
囲気中で直流電圧100Vを連続印加するエージングを実施
した。比較の従来構造の積層型圧電アクチュエータを同
時にエージングした結果を第１表に示す。試験に供した
試料数は、それぞれ100個であり、また、絶縁抵抗が１
桁以上低下した場合、不良とみなし、不良発生割合は、
エージング時間による累積不良率で表わした。
第１表より明らかなように、従来構造の積層型圧電ア
クチュエータでは、時間経過に伴ない水分の浸入により
絶縁抵抗が低下し、500時間で全数不良となるが、本発
明の実施例に係る積層型圧電アクチュエータでは、240
時間で３％、500時間で８％の不良であり、従来構造に
比べ、耐湿性能が格段に優れている事がわかる。
クチュエータでは、時間経過に伴ない水分の浸入により
絶縁抵抗が低下し、500時間で全数不良となるが、本発
明の実施例に係る積層型圧電アクチュエータでは、240
時間で３％、500時間で８％の不良であり、従来構造に
比べ、耐湿性能が格段に優れている事がわかる。
尚、本実施例では、酸化ジルコニウム薄板を用いて説
明したが、同様の緻密性、絶縁抵抗を有する酸化アルミ
ニウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化シ
リコン、及び炭化シリコン等を用いても本実施例と同様
の効果が得られる事は容易に理解することができる。
明したが、同様の緻密性、絶縁抵抗を有する酸化アルミ
ニウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化シ
リコン、及び炭化シリコン等を用いても本実施例と同様
の効果が得られる事は容易に理解することができる。
以上詳細に説明したように、本発明の構造の積層型圧
電アクチュエータは、高湿度環境下でも、長時間稼動可
能であり、より高信頼性の積層型圧電アクチュエータの
提供が可能となり、応用分野の拡大がはかれる。
電アクチュエータは、高湿度環境下でも、長時間稼動可
能であり、より高信頼性の積層型圧電アクチュエータの
提供が可能となり、応用分野の拡大がはかれる。
第１図は本発明の実施例に係る積層型圧電アクチュエー
タの構造を示す斜視図、第２図は従来例に係る積層型圧
電アクチュエータの構造を示す斜視図である。 図中、１は圧電活性セラミックス、２は内部電極、３は
酸化ジルコニウム薄板、４はガラス絶縁物、５は外部電
極、６はリード線、11は圧電活性セラミックス、12は内
部電極、13はガラス絶縁物、14は外部電極、16はリード
線をそれぞれ示す。
タの構造を示す斜視図、第２図は従来例に係る積層型圧
電アクチュエータの構造を示す斜視図である。 図中、１は圧電活性セラミックス、２は内部電極、３は
酸化ジルコニウム薄板、４はガラス絶縁物、５は外部電
極、６はリード線、11は圧電活性セラミックス、12は内
部電極、13はガラス絶縁物、14は外部電極、16はリード
線をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 【請求項１】互いに対向電極を構成する複数の内部電極
を有する圧電活性セラミックス積層体の、該内部電極が
表面に露出した複数の面のうち所定の面に外部電極を形
成してなる積層型圧電アクチュエータにおいて、 上記内部電極が露出した面のうち上記外部電極を形成し
た面以外の露出面に、酸化アルミニウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化シリ
コン、炭化シリコンのうち少くとも１種よりなる薄板を
接着し、該薄板及び該外部電極を含む圧電活性セラミッ
クス積層体の外側を有機塗料で被覆してなることを特徴
とする積層型圧電アクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63274588A JP2711870B2 (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | 積層型圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63274588A JP2711870B2 (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | 積層型圧電アクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02122679A JPH02122679A (ja) | 1990-05-10 |
| JP2711870B2 true JP2711870B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=17543833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63274588A Expired - Lifetime JP2711870B2 (ja) | 1988-11-01 | 1988-11-01 | 積層型圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2711870B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4484821B2 (ja) * | 2003-05-06 | 2010-06-16 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
| CN100478173C (zh) | 2003-05-06 | 2009-04-15 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷头和液体喷射装置 |
-
1988
- 1988-11-01 JP JP63274588A patent/JP2711870B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02122679A (ja) | 1990-05-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 12 |