JPH04197086A - 積層型圧電アクチュエータ及び製造方法 - Google Patents
積層型圧電アクチュエータ及び製造方法Info
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- JPH04197086A JPH04197086A JP2323146A JP32314690A JPH04197086A JP H04197086 A JPH04197086 A JP H04197086A JP 2323146 A JP2323146 A JP 2323146A JP 32314690 A JP32314690 A JP 32314690A JP H04197086 A JPH04197086 A JP H04197086A
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電圧を印加することにより変位する圧電素子に
おける変位の直進性を高める構造、に関する。
おける変位の直進性を高める構造、に関する。
従来の圧電素子については、「圧電/電歪アクチュエー
タ」内野研二著、P78〜81 、 (1986年、
森北出版)及び「圧電アクチュエータ」P4゜(ca
t 、 Na V RO14+ (株)トーキン)に
構造及び製造方法について論じられている。
タ」内野研二著、P78〜81 、 (1986年、
森北出版)及び「圧電アクチュエータ」P4゜(ca
t 、 Na V RO14+ (株)トーキン)に
構造及び製造方法について論じられている。
上記従来技術では、外部電極及びMllガラスの焼付け
によりセラミックに温度分布が生じること、及び、外部
電極取付は面と他の側面の違いによるセラミックの変位
を抱束する力の違いについて考慮されておらず、圧電素
子が曲って変位するという問題があった。
によりセラミックに温度分布が生じること、及び、外部
電極取付は面と他の側面の違いによるセラミックの変位
を抱束する力の違いについて考慮されておらず、圧電素
子が曲って変位するという問題があった。
本発明の目的は変位方向の直進性を高めることのできる
圧電素子を提供することにある。
圧電素子を提供することにある。
上記目的を達成するに1本発明は外部電極及び絶縁ガラ
スの焼付は時にセラミックの温度分布が一様となるよう
に、側面全てにIIIガラス、及び、外部電極を取付け
るか、あるいは、焼付けによる取付は法を除けば良い。
スの焼付は時にセラミックの温度分布が一様となるよう
に、側面全てにIIIガラス、及び、外部電極を取付け
るか、あるいは、焼付けによる取付は法を除けば良い。
さらに、外部電極による他の側面との拘束力の違いを無
くすため、側面全てを同一構造にするか、あるいは、外
部電極等と同一の拘束力を持った側面構造を設ける。
くすため、側面全てを同一構造にするか、あるいは、外
部電極等と同一の拘束力を持った側面構造を設ける。
従来技術とは異なる他の二側面の外部電極及び絶縁ガラ
スの取付けにより、圧電セラミックの温度分布の一様化
と拘束力の一様化を図る。
スの取付けにより、圧電セラミックの温度分布の一様化
と拘束力の一様化を図る。
あるいは、外部電極と同等の熱伝導率を持つ材料を外部
電極取付は時に同時に取付けることによっても目的を達
成できる。
電極取付は時に同時に取付けることによっても目的を達
成できる。
以下、本発明の一実施例を第1図、第2図を用いて説明
する。第2図は本発明の一実施例を示す積層型圧電アク
チュエータの構造であり、第1図はその製造工程を示す
。第2図において、1はセラミック2に電圧を印加する
ためのリード線であり、セラミック2と内部電極3は交
互に重合せられており、外部電極4により内部電極3と
リード線1が電気的に接続されている。絶縁ガラス5は
、セラミック2の両側の内部電極3に正負の電圧を印加
するため、双方の絶縁を取り外部電極4の取付けを容易
にするためのものである。
する。第2図は本発明の一実施例を示す積層型圧電アク
チュエータの構造であり、第1図はその製造工程を示す
。第2図において、1はセラミック2に電圧を印加する
ためのリード線であり、セラミック2と内部電極3は交
互に重合せられており、外部電極4により内部電極3と
リード線1が電気的に接続されている。絶縁ガラス5は
、セラミック2の両側の内部電極3に正負の電圧を印加
するため、双方の絶縁を取り外部電極4の取付けを容易
にするためのものである。
以下、第1図、第2図を用いて本発明の一実施例である
積層型圧電アクチュエータの構造について説明する。ま
ず、圧電特性を示すセラミックをドクタ・ブレート法に
より均一な厚みを持つシートを作る。これと同時に内部
電極材のシートを作る。セラミックスシートと内部電極
材シートを交互に重ね合せ加熱圧N(一体焼成)する。
積層型圧電アクチュエータの構造について説明する。ま
ず、圧電特性を示すセラミックをドクタ・ブレート法に
より均一な厚みを持つシートを作る。これと同時に内部
電極材のシートを作る。セラミックスシートと内部電極
材シートを交互に重ね合せ加熱圧N(一体焼成)する。
このとき、重ね合せる枚数は、セラミックの圧電定数と
積層型圧電アクチュエータで達成する変位量により決ま
る。このように加熱圧着したものを、数Iないし数国角
毎に切断する。こうして作成したものを生チップと呼ぶ
。次に、セラミック2と内部電極3が露出している生チ
ップの側面に、各側面で内部電極3の露出部に絶縁ガラ
ス5を焼結する。
積層型圧電アクチュエータで達成する変位量により決ま
る。このように加熱圧着したものを、数Iないし数国角
毎に切断する。こうして作成したものを生チップと呼ぶ
。次に、セラミック2と内部電極3が露出している生チ
ップの側面に、各側面で内部電極3の露出部に絶縁ガラ
ス5を焼結する。
このとき、各側面には内部電極3と絶縁ガラス5がセラ
ミック2の両端部に交互に配列された構造となる。側面
全てに絶縁ガラス5を焼結した後、外部電極4を全側面
に内部電極3と電気的に接続する様に焼付ける。その後
、外部電極4にリード線1をそれぞれ取付け、外面を栃
脂でおおう。この構造及び製造方法では、絶縁ガラス5
、及び、外部電極4を全ての側面に同じ工程で取付ける
ため、従来二側面のみに電極を付けた構造のものに比較
して、側面によるセラミック2の抱束力が均一であり、
セラミック2の電極等の焼付は時に生じた温度分布の側
面間による違いを無くすことができる。このため、アク
チュエータの変位方向に対する側面構造の違いによる曲
りを抑えることができる。
ミック2の両端部に交互に配列された構造となる。側面
全てに絶縁ガラス5を焼結した後、外部電極4を全側面
に内部電極3と電気的に接続する様に焼付ける。その後
、外部電極4にリード線1をそれぞれ取付け、外面を栃
脂でおおう。この構造及び製造方法では、絶縁ガラス5
、及び、外部電極4を全ての側面に同じ工程で取付ける
ため、従来二側面のみに電極を付けた構造のものに比較
して、側面によるセラミック2の抱束力が均一であり、
セラミック2の電極等の焼付は時に生じた温度分布の側
面間による違いを無くすことができる。このため、アク
チュエータの変位方向に対する側面構造の違いによる曲
りを抑えることができる。
次に、第3図を用いて本発明の一実施例について説明す
る。本発明の一実施例では全側面(四面)を同一構造と
するため、外部電極4も4ケ所に設けた。ところが、機
能的には正負の電極が一個づつあれば良い。そこで示す
のが、第3図に示す本発明の次の一実施例である。圧電
アクチュエータの曲りの主因が、絶縁ガラス5の焼結に
よるセラミック2の温度分布による圧電定数の場所的変
化だとすれば、絶縁ガラス5のみを全ての側面に同一工
程で焼結し、外部電極4はその内の二側面のみに設けれ
ば良い。
る。本発明の一実施例では全側面(四面)を同一構造と
するため、外部電極4も4ケ所に設けた。ところが、機
能的には正負の電極が一個づつあれば良い。そこで示す
のが、第3図に示す本発明の次の一実施例である。圧電
アクチュエータの曲りの主因が、絶縁ガラス5の焼結に
よるセラミック2の温度分布による圧電定数の場所的変
化だとすれば、絶縁ガラス5のみを全ての側面に同一工
程で焼結し、外部電極4はその内の二側面のみに設けれ
ば良い。
次に、第4図を用いて本発明の次の実施例について説明
する。第3図に示した実施例の構造に外部電極4の代り
に、外部電極4と同じ弾性率を持つ弾性体を設けた構造
が第4図である。このような構造にすることにより、外
部電極4の有無による拘束力の違いを無くすることがで
きる。
する。第3図に示した実施例の構造に外部電極4の代り
に、外部電極4と同じ弾性率を持つ弾性体を設けた構造
が第4図である。このような構造にすることにより、外
部電極4の有無による拘束力の違いを無くすることがで
きる。
上述までの実施例では、主に絶縁ガラス5の焼結による
問題を解決する実施例について述べた。
問題を解決する実施例について述べた。
次に、第5図を用いて本発明の次の実施例を説明する。
II!elfガラス5を生チツプニ側面に焼結し、さら
に、外部電極4をその上に取付ける。この構造は従来技
術と全く同一の構造である。次に、外部電極4と同等の
弾性率を持つ弾性体を、外部電極4の取付けてない二側
面に取付ける。このような構造にすることにより、外部
電極4の有無による側面の拘束力の違いが無くなるため
、変位方向の直進性を高めることができる。
に、外部電極4をその上に取付ける。この構造は従来技
術と全く同一の構造である。次に、外部電極4と同等の
弾性率を持つ弾性体を、外部電極4の取付けてない二側
面に取付ける。このような構造にすることにより、外部
電極4の有無による側面の拘束力の違いが無くなるため
、変位方向の直進性を高めることができる。
上述の実施例では、圧電セラミックと電極材シートを加
熱圧着後、正方体、あるいは、直方体に切断し、切断後
の生チップに#fAmガラス5及び外部電極4を取付け
る構造について述べた。本発明は、積層型圧電アクチュ
エータにおいて、外部電極等による生チツプ作成後の製
造法、及び、構造の各側面の違いによる曲りを取除くこ
とが特徴である。そこで、生チップを円柱に切断した場
合についての、本発明の実施例について第6図を用いて
説明する。円柱の場合、絶縁ガラス5は外部電極4より
幅を広くし、内部電極3に沿って焼結する。外部電極4
は絶縁ガラス5の上から内部電極3を一つおきに電気的
に接続する様に焼き付ける。
熱圧着後、正方体、あるいは、直方体に切断し、切断後
の生チップに#fAmガラス5及び外部電極4を取付け
る構造について述べた。本発明は、積層型圧電アクチュ
エータにおいて、外部電極等による生チツプ作成後の製
造法、及び、構造の各側面の違いによる曲りを取除くこ
とが特徴である。そこで、生チップを円柱に切断した場
合についての、本発明の実施例について第6図を用いて
説明する。円柱の場合、絶縁ガラス5は外部電極4より
幅を広くし、内部電極3に沿って焼結する。外部電極4
は絶縁ガラス5の上から内部電極3を一つおきに電気的
に接続する様に焼き付ける。
外部電極4及び絶縁ガラス5は、円周上の均等な位置に
設置することが望ましい。第6図の実施例では、四点で
同一構造の絶縁ガラス5及び外部電極4を設けたが、上
述の本発明の実施例と同じく円柱の場合にも、絶縁ガラ
ス5のみを四点に取付けた構造、あるいは弾性体6を用
いた構造等、直方体での本発明の実施例で述べたものが
実施できる。
設置することが望ましい。第6図の実施例では、四点で
同一構造の絶縁ガラス5及び外部電極4を設けたが、上
述の本発明の実施例と同じく円柱の場合にも、絶縁ガラ
ス5のみを四点に取付けた構造、あるいは弾性体6を用
いた構造等、直方体での本発明の実施例で述べたものが
実施できる。
第7図は生チップが三角柱の場合の本発明の実施例を示
す。この場合も、三側面の構造を同一にする等、本発明
が実施できる。さらに、その他、多角柱でも本発明は実
施することができる。
す。この場合も、三側面の構造を同一にする等、本発明
が実施できる。さらに、その他、多角柱でも本発明は実
施することができる。
生チップを作る工程では、従来技術であるが、生チツプ
作成法には、他の方法がありこの方法で作成した生チッ
プに、本発明を実施した場合について次に説明する。ま
ず、第8図に従来の構造を示す。その製造方法は、焼結
したセラミックを適当な形状に切断し、これに電極を塗
布した後、接着もしくは圧着して積層化する。このとき
各内部電極3の大きさを、セラミック2の断面積より小
さくし、各内部電極3の一部が一層おきに側面に露出し
ている構造となっている。従って、外部電極4をそれぞ
れの側面に焼付けるのみで、アクチュエータを作ること
ができる。すなわち、上述の構造に存在した絶縁ガラス
は必要としない。このような構造に本発明を実施するに
は、外部電極4を四側面金てに設置するが、外部電極4
と同等の弾性率を持つ弾性体を外部電極4が設置されて
ない二側面に設けることにより実施することができる。
作成法には、他の方法がありこの方法で作成した生チッ
プに、本発明を実施した場合について次に説明する。ま
ず、第8図に従来の構造を示す。その製造方法は、焼結
したセラミックを適当な形状に切断し、これに電極を塗
布した後、接着もしくは圧着して積層化する。このとき
各内部電極3の大きさを、セラミック2の断面積より小
さくし、各内部電極3の一部が一層おきに側面に露出し
ている構造となっている。従って、外部電極4をそれぞ
れの側面に焼付けるのみで、アクチュエータを作ること
ができる。すなわち、上述の構造に存在した絶縁ガラス
は必要としない。このような構造に本発明を実施するに
は、外部電極4を四側面金てに設置するが、外部電極4
と同等の弾性率を持つ弾性体を外部電極4が設置されて
ない二側面に設けることにより実施することができる。
本発明によれば、積層型圧電アクチュエータにおいて外
部電極の焼付けに伴う変位方向に対する曲りを抑えるこ
とができる。
部電極の焼付けに伴う変位方向に対する曲りを抑えるこ
とができる。
第1図は本発明の一実施例の製造のフローチャート、第
2図は本発明の一実施例の積層型圧電アクチュエータの
説明図、第3図ないし第7図は、本発明の他の異なる実
施例の説明図、第8図は、従来方法による積層型圧電ア
クチュエータの説明図である。 1・・・リード線、2・・・セラミック、3・・・内部
電極、4・・・外部電極、5・・・絶縁ガラス、6・・
・弾性体。 不 1 の 不30 、¥11:=121 葛 5菌 第 Jll!1 革γ口 革 g区
2図は本発明の一実施例の積層型圧電アクチュエータの
説明図、第3図ないし第7図は、本発明の他の異なる実
施例の説明図、第8図は、従来方法による積層型圧電ア
クチュエータの説明図である。 1・・・リード線、2・・・セラミック、3・・・内部
電極、4・・・外部電極、5・・・絶縁ガラス、6・・
・弾性体。 不 1 の 不30 、¥11:=121 葛 5菌 第 Jll!1 革γ口 革 g区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.圧電素子あるいはセラミツクと電極材を同一の大き
さのシート状にし、前記圧電素子と前記電極材を交互に
複数層に重ね合せた後、加熱圧着あるいは一体焼成し、
正方あるいは直方の断面に切断して得られる複数の生チ
ツプに、前記圧電素子と前記電極材が露出している側面
に絶縁ガラスと電極材を電気的に接続する導電体を設け
た積層型圧電アクチユエータにおいて、四つの側面すべ
てに前記絶縁ガラスと導電材を設けたことを特徴とする
積層型圧電アクチユエータ。 2.請求項1において前記生チツプに、前記電極材を覆
う絶縁ガラスを側面全てに設け、前記電極材を電気的に
接続する導電材は二側面のみに設けた積層型圧電アクチ
ユエータ。3.請求項2において、前記電極材を電気的
に接続する導電材を設けない二つの側面に前記導電材と
同等の弾性率を持つ弾性体を設けた積層型圧電アクチユ
エータ。 4.請求項1の生チツプに、二つの側面に前記絶縁ガラ
ス及び導電材を設け、他の二側面には前記導電材と同等
の弾性率を持つ弾性体を設けた積層型圧電アクチユエー
タ。 5.請求項1の圧電素子と電極材を加熱圧着した後、断
面が円形となるように切断加工し生チツプを作り、前記
生チツプの側面の四ケ所に絶縁ガラス及び導電材を設け
た積層型圧電アクチユエータ。 6.請求項5において、前記生チツプの側面四ケ所に絶
縁ガラスを設け、そのうちの二ケ所に導電材を設けた積
層型圧電アクチユエータ。 7.請求項6において、前記導電材を設けていない絶縁
ガラスの上に前記導電材と同じ弾性率を持つ弾性体を設
けた積層型圧電アクチユエータ。 8.請求項5において、前記生チツプの側面の二ケ所に
絶縁ガラス及び導電材を設け、前記側面の他の二ケ所に
弾性体を設けた積層型圧電アクチユエータ。 9.請求項1において、前記圧電素子と前記電極材を加
熱圧着した後、断面が多角形となるように切断加工し生
チツプを作り、前記圧電素子と前記電極材の層が露出し
ている複数の側面のうち少なくとも二つの側面に絶縁ガ
ラスと導電材とを設け、他の側面には絶縁ガラスと導電
材を設けるかあるいは絶縁ガラスのみを設けるかまたは
、絶縁ガラスと導電材と同じ弾性率を持つ弾性体を設け
るか、前記弾性体のみを設けるかのいづれかの構造にす
る積層型圧電アクチユエータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2323146A JPH04197086A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 積層型圧電アクチュエータ及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2323146A JPH04197086A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 積層型圧電アクチュエータ及び製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04197086A true JPH04197086A (ja) | 1992-07-16 |
Family
ID=18151597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2323146A Pending JPH04197086A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 積層型圧電アクチュエータ及び製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04197086A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999038220A1 (de) * | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelektrischer aktor |
JP2010539693A (ja) * | 2007-09-11 | 2010-12-16 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 情報変換器およびその製造方法 |
WO2011077660A1 (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | コニカミノルタオプト株式会社 | 電気機械変換素子および駆動装置 |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2323146A patent/JPH04197086A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999038220A1 (de) * | 1998-01-22 | 1999-07-29 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelektrischer aktor |
US6765337B1 (en) | 1998-01-22 | 2004-07-20 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelectric actuator |
JP2010539693A (ja) * | 2007-09-11 | 2010-12-16 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 情報変換器およびその製造方法 |
WO2011077660A1 (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | コニカミノルタオプト株式会社 | 電気機械変換素子および駆動装置 |
CN102714473A (zh) * | 2009-12-21 | 2012-10-03 | 柯尼卡美能达先进多层薄膜株式会社 | 机电转换元件和驱动装置 |
JPWO2011077660A1 (ja) * | 2009-12-21 | 2013-05-02 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | 電気機械変換素子および駆動装置 |
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