JP5318761B2 - 圧電セラミック製の平面アクチュエータおよび平面アクチュエータの製造法 - Google Patents
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Description
a)各々のプラスまたはマイナスの電極によって互いに分離された複数の圧電セラミック・プレートからなり、プラスおよびマイナスの電極は、交互に入れ替わっており、圧電セラミック・プレートと一体的に構成されていてなる一体式の、平行六面体状のセラミック・ブロックを製造すること、
b)コレクタ電極面が、割り当てられたプラスまたはマイナスの電極と導電接続されるように、導電性のコレクタ電極面を、平面アクチュエータの、反対側にある2つの外側に付すること、
を有する圧電セラミック製の平面アクチュエータを製造する方法に関する。
−縦効果すなわちd33効果、
−横効果すなわちd31効果、
−せん断効果すなわちd15効果
のうち、アダプトロニクスでは、圧電複合材のために、縦効果および横効果のみが用いられる。ひずみと電場との間の関係は、材料に固有の充電定数(Ladungskonstante)「d」によって示される。ひずみと電場との間の直線的な関係が、単純化のために前提となる。この場合、指標は、原因および効果を特徴づけ、材料科学で用いられる座標系の座標方向に関する。
以下のステップ、すなわち、
a)各々のプラスまたはマイナスの電極によって互いに分離された複数の圧電セラミック・プレートからなり、プラスおよびマイナスの電極は、互い違いになっており、圧電セラミック・プレートと一体的に構成されていてなる一体式の、平行六面体状のセラミック・ブロックを製造すること、
b)コレクタ電極面が、割り当てられたプラスまたはマイナスの電極と導電接続されるように、導電性のコレクタ電極面を、平面アクチュエータの、反対側にある2つの外側に付すること、
を有する圧電セラミック製の平面アクチュエータを製造するための改善された方法を提供することである。
c)複数の圧電セラミック・プレートが、反対側にあるコレクタ電極面同士の間隔によって定められた、平面アクチュエータの厚みよりも著しく大きい幅を有するように、平行六面体状のセラミック・ブロックを、複数のプレート状の平面アクチュエータに切断すること、および
d)平面アクチュエータをプラスチック部分に埋設すること、によって解決される。
Claims (18)
- 複数の多層プレート(6)を備えた圧電セラミック製の平面アクチュエータであって、前記圧電セラミック製の平面アクチュエータは、
各々のプラスまたはマイナスの電極(2a,2b)によって互いに分離された複数の圧電セラミック・プレート(3)であって、前記プラスおよびマイナスの電極(2a,2b)は、互い違いになっており、前記圧電セラミック・プレート(3)と一体的に構成されている複数の圧電セラミック・プレート(3)と、
前記プラスおよびマイナスの電極(2a,2b)のためのコレクタ電極面(4a,4b)であって、前記コレクタ電極面は、前記関連したプラスまたはマイナスの電極(2a,2b)と導電接続されており、前記複数の多層プレート(6)の、互いに反対側にある2つの外側に設けられており、前記複数の多層プレート(6)は、プレート状であって、前記反対側にある前記コレクタ電極面(4a,4b)の間隔によって定められた、前記複数の多層プレート(6)の厚みよりも著しく大きい、前記圧電セラミック・プレート(3)の幅を有しているコレクタ電極面(4a,4b)と、
を有している、複数の多層プレート(6)を備えた圧電セラミック製の平面アクチュエータにおいて、
前記複数の多層プレート(6)は、プラスチック部分に埋設されており、コレクタ電極面(4a,4b)は、夫々、2つの互いに隣り合っている複数の多層プレート(6)のために設けられており、隣り合う前記複数の多層プレート(6)の、前記プラスまたはマイナスの電極(2a,2b)に接触していることを特徴とする圧電セラミック製の平面アクチュエータ。 - 前記電極は、前記セラミック・プレート(3)と共に焼成されていて、一体式のセラミック体(1)を形成することを特徴とする請求項1に記載の圧電セラミック製の平面アクチュエータ。
- 前記コレクタ電極面(4a,4b)は弾性的であることを特徴とする請求項1または2に記載の圧電セラミック製の平面アクチュエータ。
- 前記プラスおよびマイナスの電極(2a,2b)のための前記コレクタ電極面(4a,4b)には、導電性の弾性的な接触面(5a,5b)が夫々付されていることを特徴とする請求項1または2に記載の圧電セラミック製の平面アクチュエータ。
- 前記導電性の弾性的な接触面(5a,5b)は、前記コレクタ電極面(4a,4b)よりも著しく厚いことを特徴とする請求項3に記載の圧電セラミック製の平面アクチュエータ。
- 前記コレクタ電極面(4a,4b)は、導電性の不織布材料、例えば、銅布、炭素布からの金属化ポリエステル不織布材料から形成されていることを特徴とする請求項3または4に記載の圧電セラミック製の平面アクチュエータ。
- 前記複数のコレクタ電極面(4a,4b)は、樹脂注入方法で、少なくとも1つの多層プレート(6)に一体的に結合されていることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1に記載の圧電セラミック製の平面アクチュエータ。
- 少なくとも1つの多層プレート(6)は、ポリマー複合体に埋設されており、ストリップ導体(8)を介して、前記ポリマー複合体の複数の層(7)の上に電気接触していることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1に記載の圧電セラミック製の平面アクチュエータ。
- 前記ストリップ導体(8)は、前記ポリマー複合体の上方のおよび/または下方の層(7)にプリントまたはエッチングされていることを特徴とする請求項8に記載の圧電セラミック製の平面アクチュエータ。
- 前記複数の多層プレート(6)は、前記コレクタ電極面(4a,4b)または前記ポリマー複合体によってプレストレス下にあることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1に記載の圧電セラミック製の平面アクチュエータ。
- 以下のステップ、すなわち、
a)各々のプラスまたはマイナスの電極(2a,2b)によって互いに分離された複数の圧電セラミック・プレート(3)からなり、前記プラスおよびマイナスの電極(2a,2b)は、互い違いになっており、前記圧電セラミック・プレート(3)と一体的に構成されていてなる一体式の平行六面体状のセラミック・ブロックを製造するステップ、
b)導電性のコレクタ電極面(4a,4b)を、前記セラミック・ブロックの、反対側にある2つの外側に付するステップであって、前記コレクタ電極面(4a,4b)が、関連する前記プラスまたはマイナスの電極(2a,2b)と導電接続されるようになっている、付するステップ、
c)前記平行六面体状のセラミック・ブロックを、複数のプレート状の多層プレート(6)に切断するステップであって、前記複数の圧電セラミック・プレート(3)が、前記反対側にある前記コレクタ電極面(4a,4b)同士の間隔によって定められた、前記多層プレート(6)の厚みよりも著しく大きい幅を有するように、前記平行六面体状のセラミック・ブロックを、複数のプレート状の多層プレート(6)に切断するステップ、
を有する圧電セラミック製の平面アクチュエータを製造する方法において、
d)前記隣り合う多層プレート(6)の前記プラスまたはマイナスの電極(2a,2b)を共通のコレクタ電極面(4a,4b)に接触させるステップ、
e)前記多層プレート(6)をプラスチック部分に埋設するステップ、
を特徴とする圧電セラミック製の平面アクチュエータを製造する方法。 - 前記ステップa)で、前記電極を前記複数の圧電セラミック・プレート(3)と共に焼成して、一体式のセラミック・ブロックを形成することを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 導電性の弾性的な接触面(5a,5b)を、前記プラスおよびマイナスの電極(2a,2b)のための前記コレクタ電極にそれぞれ付することを特徴とする請求項11または12に記載の方法。
- 前記導電性の弾性的な接触面(5a,5b)は、前記コレクタ電極(4a,4b)よりも著しく厚いことを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記コレクタ電極面(4a,4b)は、導電性の不織布材料、例えば、銅布または炭素布からの金属化ポリエステル不織布材料から形成されていることを特徴とする請求項13または14に記載の方法。
- 前記コレクタ電極面(4a,4b)を、樹脂注入方法で、前記多層プレート(6)に一体結合することを特徴とする請求項13ないし15のいずれか1に記載の方法。
- 前記多層プレート(6)を前記ポリマー複合体に埋設すること、および、前記多層プレート(6)を、ストリップ導体(8)を介して、前記ポリマー複合体の複数の層(7)に電気接触することを特徴とする請求項11ないし16のいずれか1に記載の方法。
- 前記ストリップ導体(8)を、前記ポリマー複合体の上方のおよび/または下方の層(7)にプリントまたはエッチングすることを特徴とする請求項17に記載の方法。
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