JPH08250777A - 連結積層型圧電アクチュエータ素子 - Google Patents
連結積層型圧電アクチュエータ素子Info
- Publication number
- JPH08250777A JPH08250777A JP7079953A JP7995395A JPH08250777A JP H08250777 A JPH08250777 A JP H08250777A JP 7079953 A JP7079953 A JP 7079953A JP 7995395 A JP7995395 A JP 7995395A JP H08250777 A JPH08250777 A JP H08250777A
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- Japan
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- piezoelectric actuator
- actuator element
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- external electrode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 連続的に駆動しても破断することのない外部
電極を形成した連結積層型圧電アクチュエータ素子を提
供する。 【構成】 電歪効果を示す材料と内部電極とが交互に積
層され、該内部電極が１層おきに一対の外部電極と接続
されてなる積層体が接着層を介して複数個直列に結合さ
れた連結積層型圧電アクチュエータ素子において、各積
層体間の外部電極が電気的に結合され、少なくとも前記
接着層を除く部分で固着された導線を備えてなることを
を特徴とする。
電極を形成した連結積層型圧電アクチュエータ素子を提
供する。 【構成】 電歪効果を示す材料と内部電極とが交互に積
層され、該内部電極が１層おきに一対の外部電極と接続
されてなる積層体が接着層を介して複数個直列に結合さ
れた連結積層型圧電アクチュエータ素子において、各積
層体間の外部電極が電気的に結合され、少なくとも前記
接着層を除く部分で固着された導線を備えてなることを
を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、複数個直列に連結
し、大変位量を発生する連結積層型圧電アクチュエータ
素子に関するものである。
し、大変位量を発生する連結積層型圧電アクチュエータ
素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】積層型圧電アクチュエータ素子は、電歪
効果を示す材料と内部電極とが交互に積層され、この積
層体の両側面で外部電極が内部電極と１層おきに接続さ
れて構成されるもので、内部電極が交互に積層体の一方
の側面に露出して外部電極と接続されるいわゆる交互電
極型と、内部電極が積層体の両側面に露出するように形
成され、内部電極の一層おきに露出部が絶縁材料で被覆
されて外部電極と接続されるいわゆる全面電極型があ
る。
効果を示す材料と内部電極とが交互に積層され、この積
層体の両側面で外部電極が内部電極と１層おきに接続さ
れて構成されるもので、内部電極が交互に積層体の一方
の側面に露出して外部電極と接続されるいわゆる交互電
極型と、内部電極が積層体の両側面に露出するように形
成され、内部電極の一層おきに露出部が絶縁材料で被覆
されて外部電極と接続されるいわゆる全面電極型があ
る。
【０００３】このような積層型圧電アクチュエータ素子
を積層方向に複数個直列に連結することにより、変位量
の大きな素子とすることができる。図４は、従来の連結
積層型圧電アクチュエータ素子の一例を示すもので、内
部電極７ａ、７ｂを内蔵する積層体１の保護層２部分が
接着層４を介して連結され、外部電極３は積層体１を接
着して連結後に、導電ペーストを焼付けることにより形
成されている。この連結積層型圧電アクチュエータ素子
において、外部電極３を介して積層体１に電圧を印加す
ると、積層体１は、上下に伸びるだけでなく左右に縮む
特性があり、図５に示すように積層体１の保護層２部分
を含む上下端面が平面ではなく曲面状になり、接着層４
部分は大きく開いてしまう。従って、外部電極３が接着
層４部分で破断してしまう欠点がある。このため、リー
ド線を外部電極３のほぼ全長にわたって埋設し、補強す
ることも考えられるが、連続的に引張り応力が作用し、
金属疲労によりリード線が破断する欠点がある。
を積層方向に複数個直列に連結することにより、変位量
の大きな素子とすることができる。図４は、従来の連結
積層型圧電アクチュエータ素子の一例を示すもので、内
部電極７ａ、７ｂを内蔵する積層体１の保護層２部分が
接着層４を介して連結され、外部電極３は積層体１を接
着して連結後に、導電ペーストを焼付けることにより形
成されている。この連結積層型圧電アクチュエータ素子
において、外部電極３を介して積層体１に電圧を印加す
ると、積層体１は、上下に伸びるだけでなく左右に縮む
特性があり、図５に示すように積層体１の保護層２部分
を含む上下端面が平面ではなく曲面状になり、接着層４
部分は大きく開いてしまう。従って、外部電極３が接着
層４部分で破断してしまう欠点がある。このため、リー
ド線を外部電極３のほぼ全長にわたって埋設し、補強す
ることも考えられるが、連続的に引張り応力が作用し、
金属疲労によりリード線が破断する欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な事情に鑑みなされたもので、連続的に駆動しても破断
することのない外部電極を形成した連結積層型圧電アク
チュエータ素子を提供することを目的とする。
な事情に鑑みなされたもので、連続的に駆動しても破断
することのない外部電極を形成した連結積層型圧電アク
チュエータ素子を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明の連結積層型圧電アクチュエータ素子によ
れば、電歪効果を示す材料と内部電極とが交互に積層さ
れ、該内部電極が１層おきに一対の外部電極と接続され
てなる積層体が接着層を介して複数個直列に結合された
連結積層型圧電アクチュエータ素子において、各積層体
間の外部電極が電気的に結合され、少なくとも前記接着
層を除く部分で固着された導線を備えてなることをを特
徴とする。特に導線がサインカーブ状若しくは半円弧状
の連続した曲成部を有し、該曲成部の少なくとも山又は
谷部と前記接着層とが当接、若しくは近接して配設さ
れ、接着層を除く部分で前記外部電極と固着されてなる
ことを特徴とする。
に、この発明の連結積層型圧電アクチュエータ素子によ
れば、電歪効果を示す材料と内部電極とが交互に積層さ
れ、該内部電極が１層おきに一対の外部電極と接続され
てなる積層体が接着層を介して複数個直列に結合された
連結積層型圧電アクチュエータ素子において、各積層体
間の外部電極が電気的に結合され、少なくとも前記接着
層を除く部分で固着された導線を備えてなることをを特
徴とする。特に導線がサインカーブ状若しくは半円弧状
の連続した曲成部を有し、該曲成部の少なくとも山又は
谷部と前記接着層とが当接、若しくは近接して配設さ
れ、接着層を除く部分で前記外部電極と固着されてなる
ことを特徴とする。
【０００６】
【作用】この発明によれば、連結積層型圧電アクチュエ
ータ素子の駆動により、積層体の上下端面が曲面状にな
り接着層部分が大きく開いても、接着層部分では導線が
積層体と非固着状態で緩みのある非緊張状態にあり、し
かも導線が接着層を除く部分で外部電極と固着されてい
るので、接着層部分における外部電極の状況如何に拘ら
ず導線が作動するので、断線による作動不良を生じるこ
となく連結積層型圧電アクチュエータ素子を連続駆動す
ることができる。
ータ素子の駆動により、積層体の上下端面が曲面状にな
り接着層部分が大きく開いても、接着層部分では導線が
積層体と非固着状態で緩みのある非緊張状態にあり、し
かも導線が接着層を除く部分で外部電極と固着されてい
るので、接着層部分における外部電極の状況如何に拘ら
ず導線が作動するので、断線による作動不良を生じるこ
となく連結積層型圧電アクチュエータ素子を連続駆動す
ることができる。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基いて説明
するが、先に示した図面と同一部分は同一の符号で示
す。図１において、この発明の連結積層型圧電アクチュ
エータ素子１ａは、積層体１が接着層４を介して上下
（積層）方向に複数個直列に結合されると共に、各積層
体１間の外部電極３が、少なくとも前記接着層４を除く
部分で導線５と固着、結合されることにより主として構
成される。
するが、先に示した図面と同一部分は同一の符号で示
す。図１において、この発明の連結積層型圧電アクチュ
エータ素子１ａは、積層体１が接着層４を介して上下
（積層）方向に複数個直列に結合されると共に、各積層
体１間の外部電極３が、少なくとも前記接着層４を除く
部分で導線５と固着、結合されることにより主として構
成される。
【０００８】積層体１は、電歪効果を示す材料と内部電
極７ａ、７ｂとが交互に積層され、該内部電極７ａ、７
ｂが１層おきに一対の外部電極３と接続されてなるもの
で、例えば、ＰＺＴの微粉末に公知のバインダー、溶
剤、分散剤、消泡剤等を加え、アトライター等の混合機
で分散後、真空脱泡して得たスラリーをドクターブレー
ド法により厚みが１００μｍのシートを成形し、このシ
ートに内部電極７ａ，７ｂとしてＡｇ／Ｐｄペーストを
スクリーン印刷し、これを多数枚、例えば１３０枚積層
して上下の保護層２と共に圧着して焼成後、所定の寸法
に切断して得られる。外部電極３は、積層体１の左右側
面にＡｇ等の導電ペーストを焼付けて形成されるが、複
数の積層体１の保護層２部分をエポキシ等の接着剤で接
着して連結後に、保護層２および接着層４部分とを含む
各積層体１間を繋いで導電ペーストを焼付け形成しても
良い。尚、電極構造は、前述した交互電極型、全面電極
型のいずれであっても良い。
極７ａ、７ｂとが交互に積層され、該内部電極７ａ、７
ｂが１層おきに一対の外部電極３と接続されてなるもの
で、例えば、ＰＺＴの微粉末に公知のバインダー、溶
剤、分散剤、消泡剤等を加え、アトライター等の混合機
で分散後、真空脱泡して得たスラリーをドクターブレー
ド法により厚みが１００μｍのシートを成形し、このシ
ートに内部電極７ａ，７ｂとしてＡｇ／Ｐｄペーストを
スクリーン印刷し、これを多数枚、例えば１３０枚積層
して上下の保護層２と共に圧着して焼成後、所定の寸法
に切断して得られる。外部電極３は、積層体１の左右側
面にＡｇ等の導電ペーストを焼付けて形成されるが、複
数の積層体１の保護層２部分をエポキシ等の接着剤で接
着して連結後に、保護層２および接着層４部分とを含む
各積層体１間を繋いで導電ペーストを焼付け形成しても
良い。尚、電極構造は、前述した交互電極型、全面電極
型のいずれであっても良い。
【０００９】又、外部電極３は、該外部電極３のほぼ全
長にわたってハンダ等の低融点合金で被着されることが
望ましく、電圧を印加、及び解除することにより積層体
１が伸縮し、外部電極３に作用する応力による亀裂の発
生、若しくは断線を防止する事ができる。この低融点合
金による外部電極３の被着は、後述する導線５、及びリ
ード線６と共に行うことができる。
長にわたってハンダ等の低融点合金で被着されることが
望ましく、電圧を印加、及び解除することにより積層体
１が伸縮し、外部電極３に作用する応力による亀裂の発
生、若しくは断線を防止する事ができる。この低融点合
金による外部電極３の被着は、後述する導線５、及びリ
ード線６と共に行うことができる。
【００１０】このように複数の連結した積層体１の両側
面に設けられる導線５は、図１に示すようにサインカー
ブ状の連続した曲成部５ａ、若しくは図２に示すように
半円弧状の連続した曲成部５ａを有してなり、これらの
曲成部５ａの少なくとも山又は谷部５ｂを除く部分、す
なわち積層体１の接着層４部分、好ましくは保護層２及
び接着層４部分を除いて前記外部電極３とハンダ付等に
より固着される。
面に設けられる導線５は、図１に示すようにサインカー
ブ状の連続した曲成部５ａ、若しくは図２に示すように
半円弧状の連続した曲成部５ａを有してなり、これらの
曲成部５ａの少なくとも山又は谷部５ｂを除く部分、す
なわち積層体１の接着層４部分、好ましくは保護層２及
び接着層４部分を除いて前記外部電極３とハンダ付等に
より固着される。
【００１１】一方、導線５の山又は谷部５ｂは、積層体
１の保護層２及び接着層４部分と非固着状態で当接、若
しくは近接して配設される。すなわち、導線５は、この
部分で積層体１と緩みのある非緊張状態にされる。
１の保護層２及び接着層４部分と非固着状態で当接、若
しくは近接して配設される。すなわち、導線５は、この
部分で積層体１と緩みのある非緊張状態にされる。
【００１２】次にリード線６が前記外部電極３の少なく
とも一端部でハンダ付等により固着されるが、図示に限
らず、リード線６の先端部が前記導線５を兼ねるもので
あってもよく、又、導線５とは別にリード線６が外部電
極３のほぼ全長にわたって固着され、前述したように外
部電極３と共にリード線６が低融点合金で被着されるよ
うに構成しても良い。
とも一端部でハンダ付等により固着されるが、図示に限
らず、リード線６の先端部が前記導線５を兼ねるもので
あってもよく、又、導線５とは別にリード線６が外部電
極３のほぼ全長にわたって固着され、前述したように外
部電極３と共にリード線６が低融点合金で被着されるよ
うに構成しても良い。
【００１３】以上説明したこの発明の連結積層型圧電ア
クチュエータ１ａにおいて、リード線６に駆動電圧を印
加すると、外部電極３を介して積層体１に内蔵された内
部電極７ａ、７ｂ間に電界が発生し、アクチュエータ１
ａは積層方向に伸びて変位を生ずる。この場合、各積層
体１の上下端面の保護層２部分は、前記図４に示したも
のと同様に曲面状となり、接着層４部分が大きく開いて
しまうが、この発明では、図３に示すように導線５が接
着層４部分で緩みのある非緊張状態に配設されているの
で、積層体１に電圧の印加、解除の過酷な伸縮の反復作
用のくり返しにおいて、接着層４部分で外部電極３が断
線しても導線５が破断することなく作動し、この発明の
連結積層型圧電アクチュエータ素子１ａを好適に連続駆
動することができる。
クチュエータ１ａにおいて、リード線６に駆動電圧を印
加すると、外部電極３を介して積層体１に内蔵された内
部電極７ａ、７ｂ間に電界が発生し、アクチュエータ１
ａは積層方向に伸びて変位を生ずる。この場合、各積層
体１の上下端面の保護層２部分は、前記図４に示したも
のと同様に曲面状となり、接着層４部分が大きく開いて
しまうが、この発明では、図３に示すように導線５が接
着層４部分で緩みのある非緊張状態に配設されているの
で、積層体１に電圧の印加、解除の過酷な伸縮の反復作
用のくり返しにおいて、接着層４部分で外部電極３が断
線しても導線５が破断することなく作動し、この発明の
連結積層型圧電アクチュエータ素子１ａを好適に連続駆
動することができる。
【００１４】また、このような過酷な連続駆動におい
て、接着層４以外の部分における外部電極３の断線若し
くは破断も、低融点合金による外部電極３のほぼ全長に
わたてっての被着、あるいは、リード線６の外部電極３
のほぼ全長にわたっての固着等により効果的に防止でき
るものである。
て、接着層４以外の部分における外部電極３の断線若し
くは破断も、低融点合金による外部電極３のほぼ全長に
わたてっての被着、あるいは、リード線６の外部電極３
のほぼ全長にわたっての固着等により効果的に防止でき
るものである。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば連結した接着層部分で
断線を生じることなく、大変位量を発生する連結積層型
圧電アクチュエータ素子とすることができる。
断線を生じることなく、大変位量を発生する連結積層型
圧電アクチュエータ素子とすることができる。
【図１】この発明の連結積層型圧電アクチュエータの実
施例を示す概略斜視図である。
施例を示す概略斜視図である。
【図２】この発明の連結積層型圧電アクチュエータの別
の実施例を示す概略斜視図である。
の実施例を示す概略斜視図である。
【図３】この発明の連結積層型電圧アクチュエータの作
動状態を示す部分断面図である。
動状態を示す部分断面図である。
【図４】従来の連結積層型圧電アクチュエータを示す部
分断面図である。
分断面図である。
【図５】従来の連結積層型圧電アクチュエータの作動状
態を示す部分断面図である。
態を示す部分断面図である。
１ａ 連結積層型圧電アクチュエータ １ 積層体 ２ 保護層 ３ 外部電極 ４ 接着層 ５ 導線 ５ａ 曲成部 ５ｂ 山又は谷部 ６ リード線 ７ａ 内部電極 ７ｂ 内部電極
Claims (8)
- 【請求項１】 電歪効果を示す材料と内部電極とが交互
に積層され、該内部電極が１層おきに一対の外部電極と
接続されてなる積層体が接着層を介して複数個直列に結
合された連結積層型圧電アクチュエータ素子において、
各積層体間の外部電極が電気的に結合され、少なくとも
前記接着層を除く部分で固着された導線を備えてなるこ
とをを特徴とする連結積層型圧電アクチュエータ素子。 - 【請求項２】 電歪効果を示す材料と内部電極とが交互
に積層されてなる積層体が接着層を介して複数個直列に
結合されると共に、前記内部電極が１層おきに一対の外
部電極と接続された連結積層型圧電アクチュエータ素子
において、各積層体間の外部電極が電気的に結合され、
少なくとも前記接着層を除く部分で固着された導線を備
えてなることをを特徴とする連結積層型圧電アクチュエ
ータ素子。 - 【請求項３】 前記導線がサインカーブ状に曲成されて
なり、該サインカーブの少なくとも山又は谷部と前記接
着層とが当接、若しくは近接して配設され、接着層を除
く部分で前記外部電極と固着されてなることを特徴とす
る請求項１若しくは２記載の連結積層型圧電アクチュエ
ータ素子。 - 【請求項４】 前記導線が半円弧状の連続した曲成部を
有し、該曲成部の少なくとも山又は谷部と前記接着層と
が当接、若しくは近接して配設され、接着層を除く部分
で前記外部電極と固着されてなることを特徴とする請求
項１若しくは２記載の連結積層型圧電アクチュエータ素
子。 - 【請求項５】 前記外部電極が該外部電極の全長にわた
って低融点合金で被着されてなることを特徴とする請求
項１〜４いずれか記載の連結積層型圧電アクチュエータ
素子。 - 【請求項６】 リード線が前記外部電極の少なくとも一
端部で固着されてなることを特徴とする請求項１〜５い
ずれか記載の連結積層型圧電アクチュエータ素子。 - 【請求項７】 リード線が外部電極と、該外部電極のほ
ぼ全長にわたって固着されてなることを特徴とする請求
項１〜５いずれか記載の連結積層型圧電アクチュエータ
素子。 - 【請求項８】 前記導線がリード線の先端部を兼ねるも
のであることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の
連結積層型圧電アクチュエータ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7079953A JPH08250777A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 連結積層型圧電アクチュエータ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7079953A JPH08250777A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 連結積層型圧電アクチュエータ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250777A true JPH08250777A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=13704683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7079953A Pending JPH08250777A (ja) | 1995-03-10 | 1995-03-10 | 連結積層型圧電アクチュエータ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08250777A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19928189A1 (de) * | 1999-06-19 | 2001-04-19 | Bosch Gmbh Robert | Piezoaktor |
| JP2009054711A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Denso Corp | 積層型圧電素子 |
| JP2010103251A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電アクチュエータ |
| JP2010103249A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Taiheiyo Cement Corp | 圧電アクチュエータ |
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| EP0844678B2 (de) † | 1996-11-25 | 2011-08-31 | CeramTec AG Innovative Ceramic Engineering | Aussenelektrode für einen monolithischen Vielschichtaktor |
| WO2012137542A1 (ja) * | 2011-04-05 | 2012-10-11 | 本田技研工業株式会社 | 積層圧電体 |
| US20130145826A1 (en) * | 2011-08-12 | 2013-06-13 | Mueller International, Llc | Leak detector and sensor |
| US9528903B2 (en) | 2014-10-01 | 2016-12-27 | Mueller International, Llc | Piezoelectric vibration sensor for fluid leak detection |
| US9849322B2 (en) | 2010-06-16 | 2017-12-26 | Mueller International, Llc | Infrastructure monitoring devices, systems, and methods |
| US9939344B2 (en) | 2012-10-26 | 2018-04-10 | Mueller International, Llc | Detecting leaks in a fluid distribution system |
| US10283857B2 (en) | 2016-02-12 | 2019-05-07 | Mueller International, Llc | Nozzle cap multi-band antenna assembly |
| US10305178B2 (en) | 2016-02-12 | 2019-05-28 | Mueller International, Llc | Nozzle cap multi-band antenna assembly |
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| US11473993B2 (en) | 2019-05-31 | 2022-10-18 | Mueller International, Llc | Hydrant nozzle cap |
| US11542690B2 (en) | 2020-05-14 | 2023-01-03 | Mueller International, Llc | Hydrant nozzle cap adapter |
-
1995
- 1995-03-10 JP JP7079953A patent/JPH08250777A/ja active Pending
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