JPS62208680A - Laminar bymorph - Google Patents

Laminar bymorph

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JPS62208680A
JPS62208680A JP61051005A JP5100586A JPS62208680A JP S62208680 A JPS62208680 A JP S62208680A JP 61051005 A JP61051005 A JP 61051005A JP 5100586 A JP5100586 A JP 5100586A JP S62208680 A JPS62208680 A JP S62208680A
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JP
Japan
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hole
bimorph
electrodes
piezoelectric ceramic
ceramic green
Prior art date
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Pending
Application number
JP61051005A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Ogawa
敏夫 小川
Akira Ando
陽 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP61051005A priority Critical patent/JPS62208680A/en
Publication of JPS62208680A publication Critical patent/JPS62208680A/en
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/872—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/874—Interconnections, e.g. connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices embedded within piezoelectric or electrostrictive material, e.g. via connections
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

PURPOSE:To thin the thickness of a ceramic layer by composing piezoelectric ceramic plates out of a sintered substance which is obtained by simultaneously calcining plural ceramic green sheets through electrodes. CONSTITUTION:On a ceramic green sheet 31, a through-hole 34 is formed and an electrode paste 35 is spread on the surface. On a ceramic green sheet 32, a through-hole 36 is formed in the position which is in accordance with the through-hole 34 and a through-hole 37 is formed at the end of opposite side and an electrode paste 38 is spread. On a ceramic green sheet 33, a through-hole 39 is formed in the position which is in accordance with the through-hole 37 and an electrode paste 40 is spread around said through-hole 39. An electrode paste 41 is spread also over the back side of the ceramic green sheet 33. After laminating the sheets 31...33 and subjecting them to pressure-contact, those are simultaneously calcined so as to obtain a sintered substance for composing a first piezoelectric ceramic plate. Thus, a ceramic layer can be made thin.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、金属板の両面に圧電セラミック根を貼付け
てなるバイモルフの構造の改良に関し、特に貼付けられ
る圧電セラミック板の構造に特徴を有するバイモルフに
関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an improvement in the structure of a bimorph made by pasting piezoelectric ceramic roots on both sides of a metal plate, and particularly to a bimorph having features in the structure of the piezoelectric ceramic plates to be pasted. Regarding.

［従来の技術］ 第２図に示づ゛ように、従来のバイモルフでは、たとえ
ばシム材からなる金属板１の両面に圧電セラミック板２
．３が貼付けられており、各圧電セラミック板２．３は
、駆動時に、相互に逆方向に伸縮するように分極処理さ
れている。[Prior Art] As shown in FIG. 2, in the conventional bimorph, piezoelectric ceramic plates 2 are disposed on both sides of a metal plate 1 made of shim material, for example.
．． 3 are attached, and each piezoelectric ceramic plate 2.3 is polarized so that it expands and contracts in opposite directions when driven.

ところで、圧電セラミック板２．３は、それぞれ、予め
焼成された複数の平板状圧電セラミックス２ａ、２ｂ、
３ａ、３ｂを接着剤により貼合わせることにより構成さ
れている。すなわち、圧電セラミック板２は電極４．５
がその表面に形成された圧電セラミックス２ａと、電極
６．７が両面に形成された圧電セラミックス２ｂとを貼
り合わせて形成されている。同様に、圧電セラミック板
３は、電極８．９が形成された圧電セラミックス３ａと
、電極１０，１１が形成された圧電セラミックス３ｂを
貼り合わせることにより形成されている。そして、金属
板１に、各圧電セラミック板２．３がＳ電性接着剤１２
．１３を利用して貼り合わされている。By the way, the piezoelectric ceramic plates 2.3 each include a plurality of pre-fired flat piezoelectric ceramics 2a, 2b,
It is constructed by pasting 3a and 3b together with an adhesive. That is, the piezoelectric ceramic plate 2 has electrodes 4.5
It is formed by bonding together a piezoelectric ceramic 2a having electrodes 6.7 formed on its surface and a piezoelectric ceramic 2b having electrodes 6.7 formed on both surfaces. Similarly, the piezoelectric ceramic plate 3 is formed by bonding together a piezoelectric ceramic 3a on which electrodes 8.9 are formed and a piezoelectric ceramic 3b on which electrodes 10 and 11 are formed. Then, each piezoelectric ceramic plate 2.3 is attached to the metal plate 1 with an S conductive adhesive 12.
．． It is pasted together using 13.

駆動に際しては、第２図に示されているように、金属板
１すなわち電極７，１１と、電極４．８とをバイモルフ
外で共通に接続し、他方電極６．１０をバイモルフ外で
共通に接続する。そして、共通に接続された各電極に、
図示のように電位を与えると、各圧電セラミックス２ａ
、２ｂ、３ａ。For driving, as shown in FIG. 2, the metal plate 1, that is, the electrodes 7 and 11, and the electrode 4.8 are connected in common outside the bimorph, and the other electrode 6.10 is connected in common outside the bimorph. Connecting. Then, to each commonly connected electrode,
When a potential is applied as shown, each piezoelectric ceramic 2a
, 2b, 3a.

３ｂが図示の矢印の方向に分極処理されているので、圧
電セラミックス２は厚み方向に延び、他方、圧電セラミ
ック板３は厚み方向に縮むことになる。3b is polarized in the direction of the illustrated arrow, the piezoelectric ceramic 2 extends in the thickness direction, while the piezoelectric ceramic plate 3 contracts in the thickness direction.

よって、バイモルフ全体としては、図面上下方に突出し
た形状に撓むことになる。Therefore, the bimorph as a whole is bent into a shape that projects upward and downward in the drawing.

［発明が解決しようとする問題点］ 第２図に従来のバイモルフ構造では、上記したように各
圧電セラミック板２．３は、複数の圧電セラミックス２
ａ、２ｂ、３ａ、３ｂを導電性接着剤を用いて貼り合わ
せることにより形成されている。ところが、各圧電セラ
ミックス２ａ・・・３ｂは予め焼成したセラミックスを
利用するものであるため、貼り合わせに先立ち平行研磨
しなければならない。よって、その厚みには自ずと限度
があり、通常、約１００μｍよりも薄くすることが困難
であり、これより薄クシようとしても研磨に際し表面に
傷が発生し、電気−機械結合係数などの圧電特性が劣化
することになる。よって、より薄形で大ぎな変位量を有
するバイモルフを構成するには不十分なものであった。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional bimorph structure shown in FIG. 2, each piezoelectric ceramic plate 2.3 has a plurality of piezoelectric ceramics 2.
It is formed by bonding elements a, 2b, 3a, and 3b together using a conductive adhesive. However, since each of the piezoelectric ceramics 2a, . . . , 3b uses ceramics that have been fired in advance, parallel polishing must be performed prior to bonding. Therefore, there is a natural limit to its thickness, and it is usually difficult to make it thinner than about 100 μm. Even if you try to make it thinner than this, scratches will occur on the surface during polishing, and piezoelectric properties such as the electro-mechanical coupling coefficient will deteriorate. will deteriorate. Therefore, it is insufficient to construct a bimorph that is thinner and has a large amount of displacement.

また、厚み１００μｍ程度の薄い圧電セラミックス２ａ
・・・３ｂを図示のように接着しなければならないが、
現実には、このような薄い部材を全面均一に接着するこ
とは極めて難しい。In addition, a thin piezoelectric ceramic 2a with a thickness of about 100 μm is used.
...3b must be glued as shown,
In reality, it is extremely difficult to bond such thin members uniformly over the entire surface.

のみならず、駆動に際しては、第２図に示した片側２層
の圧電セラミラス２ａ、２ｂまたは３ａ。In addition, when driving, the piezoelectric ceramic glass 2a, 2b, or 3a with two layers on one side shown in FIG.

３１〕を用いた場合でバイモルフ外における電気接続用
配線が５本とかなり多く、よって非常に取扱いにくい構
成となっている。31], the number of electrical connection wires outside the bimorph is five, which is quite a large number, making the configuration extremely difficult to handle.

それゆえに、この発明の目的は、発生力が大きく、した
がって同一発生力を得る場合にはより低電圧で駆動する
ことができ、かつ駆動に際しての電気的接続が容易なバ
イモルフを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a bimorph that generates a large force, can therefore be driven with a lower voltage to obtain the same generated force, and is easy to electrically connect when driving. .

［問題点を解決するための手段］ この発明のバイモルフは、やはり金属板と、金属板の両
面に貼付【プられており、相互に逆方向に伸縮するよう
に分極処理された第１および第２の圧電セラミック板を
備える。[Means for Solving the Problems] The bimorph of the present invention also includes a metal plate, and a first and a first plate attached to both sides of the metal plate and polarized so as to expand and contract in opposite directions. 2 piezoelectric ceramic plates.

さらに、この発明では、各圧電セラミック板は、複数の
セラミックグリーンシートを電極を介在させてｇ１層し
同時焼成して得られた焼結体を用いて構成されており、
かつ焼結体内の電極はスルーホールにより外部に引出さ
れている。このスルーホールは、駆動に際し、一方の電
位に接続される組の電極相互を、ならびに他方の電位に
共通に接続される組の電極を相互に接続するものである
。Furthermore, in this invention, each piezoelectric ceramic plate is constructed using a sintered body obtained by simultaneously firing a plurality of ceramic green sheets in g1 layer with electrodes interposed therebetween,
Moreover, the electrodes inside the sintered body are drawn out to the outside through a through hole. During driving, this through hole connects the electrodes of a set connected to one potential and the electrodes of a set commonly connected to the other potential.

［作用］ この発明では、金属板の両面に貼付けられる第１および
第２の圧電セラミック板が、それぞれ、複数のセラミッ
クグリーンシートを電極を介在させて積層・同時焼成し
て得られる一体焼結タイブの焼結体により構成されてい
る。よって、各圧電セラミック板の電極に挾まれるセラ
ミック層の厚みをかなり薄くすることが可能である。し
たがって、予め焼成した圧電セラミックスを接着剤で貼
り合わせた従来の圧電セラミック板を用いた場合に比べ
て、同じバイモルフの厚みでより大ぎな変位量を得るこ
とができる。[Function] In the present invention, the first and second piezoelectric ceramic plates attached to both sides of the metal plate are integrally sintered types obtained by laminating and co-firing a plurality of ceramic green sheets with electrodes interposed therebetween. It is composed of a sintered body. Therefore, it is possible to considerably reduce the thickness of the ceramic layer sandwiched between the electrodes of each piezoelectric ceramic plate. Therefore, compared to the case of using a conventional piezoelectric ceramic plate in which pre-fired piezoelectric ceramics are bonded together with an adhesive, a larger amount of displacement can be obtained with the same bimorph thickness.

また、焼結体内の電極はスルーホールにより共通に接続
されているので、外部に露出している１組の電極（ここ
では電極と電気的に接続されている金属板をも含むもの
とする）により接続され得るので、接続用のリード線は
２本で済むことになる。よって、従来の接着形式のバイ
モルフに比べて、非常に取扱いやすい構造とされている
。In addition, since the electrodes inside the sintered body are commonly connected through a through hole, they are connected by a pair of electrodes exposed to the outside (here, the metal plate that is electrically connected to the electrodes is also included). Therefore, only two lead wires are required for connection. Therefore, it has a structure that is much easier to handle than conventional adhesive-type bimorphs.

［実施例の説明］ 第１図は、この発明の一実施例を示し、ここでは、たと
えばシム材からなる金属板２１の両面に第１および第２
の圧電セラミック板２２．２３が導電性接着剤２４．２
５により貼付けられている。[Description of Embodiment] FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
The piezoelectric ceramic plate 22.23 is coated with a conductive adhesive 24.2.
It is pasted by 5.

ところで、各圧電セラミック板２２．２３は、共に電極
を介在させた状態で複数のセラミックグリーンシートを
ｆｉ！ｆ層し同時焼成して得られる焼結体を利用して構
成されているものである。これを、第１の圧電セラミッ
ク板２２の製作過程を説明することにより明らかにする
。By the way, each piezoelectric ceramic plate 22, 23 has a plurality of ceramic green sheets fi! with electrodes interposed therebetween. It is constructed using a sintered body obtained by f-layering and simultaneous firing. This will be made clear by explaining the manufacturing process of the first piezoelectric ceramic plate 22.

第３図に示すように、まず複数枚のセラミックグリーン
シート３１．３２．３３を用意する。セラミックグリー
ンシート３１には、スルーボール３４を形成するととも
に、上面に電極ペースト３５を塗布する。セラミックグ
リーンシート３２には、セラミックグリーンシート３１
のスルーホール３４と一致づる位置にスルーホール３６
を形成し、反対側の端部にスルーホール３７を形成し、
かつ図示のように電極ペースト３８を塗布する。As shown in FIG. 3, first, a plurality of ceramic green sheets 31, 32, and 33 are prepared. A through ball 34 is formed on the ceramic green sheet 31, and an electrode paste 35 is applied to the upper surface. The ceramic green sheet 32 includes the ceramic green sheet 31
A through hole 36 is located at the same position as the through hole 34 of
, and a through hole 37 is formed at the opposite end,
Then, electrode paste 38 is applied as shown.

さらに、セラミックグリーンシート３３には、セラミッ
クグリーンシート３２のスルーホール３７と一致する位
置にスルーホール３つを形成し、かつその周囲に電極ペ
ースト４０を塗布１−る。合わせて、最下層となるセラ
ミックグリーンシート３３の裏面にも電極ペースト４１
を塗布ザる（第３図の（ｄ　）では、この電極ペースト
４１を図示するために電極ペースト４１の上部に位置す
るセラミックグリーンシート３３は想像線で示す。）次
に、各セラミックグリーンシート３１・・・３３を第３
図（ａ）〜（ｄ　’）の姿勢のまま積層し圧着した後、
同時焼成覆る。このようにして、第１の圧電セラミック
板２２を構成するための焼結体が得られる。この焼結体
中の電極の電気的接続状態は、第４図に示すとおりであ
る。ずなわら、電極３５と電極４０は、（以後、先に示
した電極ペーストと同一の参照番号により電極を示すこ
とにする）、スルーホール３４．３６で電気的に接続さ
れており、他方電極３８．４１はスルーホール３７．３
９で相互に接続されている。よって、電極３５からプラ
スの電位を、電極４１からマイナスの電位を印加すれば
、図示の矢印の方向に各セラミンク層３１，３２．３３
が分極されることになる。Further, three through holes are formed in the ceramic green sheet 33 at positions corresponding to the through holes 37 of the ceramic green sheet 32, and an electrode paste 40 is applied around the through holes. At the same time, the electrode paste 41 is also applied to the back surface of the ceramic green sheet 33 which is the lowest layer.
(In FIG. 3(d), in order to illustrate this electrode paste 41, the ceramic green sheet 33 located above the electrode paste 41 is shown by an imaginary line.) Next, each ceramic green sheet 31 ...33 as the third
After stacking and crimping in the postures shown in Figures (a) to (d'),
Simultaneously firing cover. In this way, a sintered body for forming the first piezoelectric ceramic plate 22 is obtained. The electrical connection state of the electrodes in this sintered body is as shown in FIG. However, the electrode 35 and the electrode 40 (hereinafter, the electrodes will be referred to by the same reference numbers as the electrode paste shown above) are electrically connected through the through holes 34 and 36, and the other electrode 38.41 is through hole 37.3
9 and are interconnected. Therefore, if a positive potential is applied from the electrode 35 and a negative potential is applied from the electrode 41, each ceramic layer 31, 32, 33 moves in the direction of the arrow shown in the figure.
will be polarized.

上述のようにして、第１図に示したバイモルフ構造の第
１の圧電セラミック板２２を得ることができ、同様にし
て第２の圧電セラミック板２３を得ることができる。そ
して、各圧電セラミック板２２．２３を、導電性接着剤
２４．．２５を用いて金属板２０に貼付けることにより
、第１図に示したバイモルフを得ることができる。As described above, the first piezoelectric ceramic plate 22 having the bimorph structure shown in FIG. 1 can be obtained, and the second piezoelectric ceramic plate 23 can be obtained in the same manner. Each piezoelectric ceramic plate 22.23 is then glued with a conductive adhesive 24.23. ．． 25 to the metal plate 20, the bimorph shown in FIG. 1 can be obtained.

なお、参考のために、第２の圧電セラミック板２３を構
成する電極およびスルーホールについても、第１の圧電
セラミック板２２の電極おＪ：びスルーホールに相当す
る参照番号を付しておく。For reference, reference numbers corresponding to the electrodes and through holes of the first piezoelectric ceramic board 22 are also given to the electrodes and through holes that constitute the second piezoelectric ceramic board 23.

したがって、上述のように、この実施例では、第１およ
び第２の圧電セラミック板２２．２３が、複数のセラミ
ックグリーンシートを電極を介在さけた状態で積層し、
同時焼成して１！′ｌられた焼結体が用いられている。Therefore, as described above, in this embodiment, the first and second piezoelectric ceramic plates 22 and 23 are formed by laminating a plurality of ceramic green sheets with the electrodes interposed, and
Simultaneously fired and 1! A sintered body is used.

よって、各圧電セラミック板を構成するセラミックグリ
ーンシートの厚みは、セラミックグリーンシートとして
取扱い得る最も薄い厚みにづることができ、よってたと
えば７５μｍと、従来の接着タイプのバイモルフに用い
た圧電セラミックス２ａ・・・３ｂ　　（第２図参照）
よりもかなり薄くすることができる。したがって、第１
および第２の圧電セラミック板２２．２３は、第２図に
示した従来の圧電セラミック板２．３に比べて層数が同
じであればより薄くすることができる。このことは、逆
に言えば全体の厚みが同じであれば、より大きな変位量
のバイモルフを構成し得ることがわかる。Therefore, the thickness of the ceramic green sheet constituting each piezoelectric ceramic plate can be set to the thinnest thickness that can be handled as a ceramic green sheet, for example, 75 μm, which is the same as the piezoelectric ceramic 2a used in the conventional adhesive type bimorph.・3b (See Figure 2)
It can be made much thinner than. Therefore, the first
And the second piezoceramic plate 22.23 can be made thinner with the same number of layers compared to the conventional piezoceramic plate 2.3 shown in FIG. Conversely, it can be seen that if the overall thickness is the same, a bimorph with a larger displacement can be formed.

また、第１図に示すように、駆動に際しては、焼結体内
部の電極３８．４０．５８．６０がスルーホールにより
外側の電極４１．３５．６１．５５に引き出されている
ので、電極３５．５５および金属板２１を外部と接続す
るだけで駆動することができる。よって、第２図に示し
た従来のバイモルフに比べて駆動に際しての電気的な接
続数が大幅に減ることがわかる。たとえば、第２図に示
した従来の接着型のバイモルフにおいて、第１図に示し
た実施例と同様に片側３層に構成し１．：場合、外部と
の電気的接続数は７であるのに対し、第１図の実施例で
は上述のにうに３で済むことになる。In addition, as shown in FIG. 1, during driving, the electrodes 38.40.58.60 inside the sintered body are drawn out to the outer electrodes 41.35.61.55 through the through holes. It can be driven simply by connecting the .55 and metal plate 21 to the outside. Therefore, it can be seen that the number of electrical connections during driving is significantly reduced compared to the conventional bimorph shown in FIG. For example, in the conventional adhesive type bimorph shown in FIG. 2, it is constructed with three layers on one side as in the embodiment shown in FIG. In this case, the number of electrical connections to the outside is 7, whereas in the embodiment of FIG.

よって、従来の接着型バイモルフに比べて、取扱いがは
るかに容易になることがわかる。Therefore, it can be seen that it is much easier to handle than conventional adhesive bimorphs.

以下、同じ厚みで構成した従来の接着型バイモルフと、
第１図実施例の特性の比較をする。Below, the conventional adhesive bimorph configured with the same thickness,
The characteristics of the embodiment shown in FIG. 1 will be compared.

第１図の実施例に従って、積層バイモルフを構成した。A stacked bimorph was constructed according to the example of FIG.

使用したセラミックス各層の厚みは７５μｍであり、金
属板２０としても厚み７５μｍのものを用いた。他の大
きさについては、第５図に示すように、金属板２０の長
さ旦、を３２ｍｍ、焼結体の長さＱ２＝３０ｍｍとした
。したがって、バイモルフ全体の厚みは５２５μｍであ
り、かつバイモルフとしての有効長は２８＋ｎｍである
。The thickness of each ceramic layer used was 75 μm, and the metal plate 20 also had a thickness of 75 μm. Regarding other sizes, as shown in FIG. 5, the length of the metal plate 20 was 32 mm, and the length of the sintered body was 30 mm. Therefore, the total thickness of the bimorph is 525 μm, and the effective length of the bimorph is 28+nm.

他方、比較のために、第２図に示した従来の接着型のバ
イモルフを全体の厚みが同じく５２５μｍであり、かつ
有効長が２８μｍとなるように構成した。その場合、金
属板１としては、同じく７５μｍの厚みのものを用い、
したがって各圧電セラミック板２ａ・・・３ｂの厚みは
１１２．５μｍとした。その他の大きさについては、第
２図に示す、外側の圧電セラミックス２ａ、３ａの長さ
を２８ｍｍ、内側の圧電セラミックス２ｂ　、３ｂの長
さを３Ｑｍｍ、金属板１の長さを３Ｑｍｍとした。On the other hand, for comparison, the conventional adhesive type bimorph shown in FIG. 2 was configured to have the same overall thickness of 525 μm and an effective length of 28 μm. In that case, the metal plate 1 also has a thickness of 75 μm,
Therefore, the thickness of each piezoelectric ceramic plate 2a...3b was set to 112.5 μm. Regarding the other sizes, as shown in FIG. 2, the length of the outer piezoelectric ceramics 2a and 3a was 28 mm, the length of the inner piezoelectric ceramics 2b and 3b was 3Q mm, and the length of the metal plate 1 was 3Q mm.

なお、双方のバイモルフとも、幅は１０ｍｍとした。ま
た、圧電材料としては、Ｐｂ　　（Ｎｉ　、　Ｎｂ　。Note that the width of both bimorphs was 10 mm. In addition, examples of piezoelectric materials include Pb (Ni, Nb).

Ｆｅ　）Ｏａ　−ｐｂ　’ｒ＋　ｏａ　−ｐｂ　Ｚｒ　
Ｏａ系セラミックスであり、誘電率ε−４０００，ｄ　
ｓ　、−２６０Ｘ１０−　”　Ｃ／Ｎ、ヤング率Ｅ＝６
．４ＸＩＯ”Ｎ／ＩＩＩ’のものを用いた。Fe ) Oa −pb 'r+ oa −pb Zr
Oa-based ceramics with dielectric constant ε-4000, d
s, -260X10-'' C/N, Young's modulus E=6
．． 4XIO"N/III' was used.

各バイモルフの特性を第６図に、示す。第６図において
、実線は第１図実施例に従った構造の特性であり、破線
は第２図に示した従来の接着型のバイモルフの特性を示
す。The characteristics of each bimorph are shown in FIG. In FIG. 6, the solid line shows the characteristics of the structure according to the embodiment of FIG. 1, and the broken line shows the characteristics of the conventional adhesive type bimorph shown in FIG.

第６図の結果を表にまとめると下記のとおりとなる。The results shown in Figure 6 are summarized in the table below.

＊：δはμｍ、ＦはＱで示した値 上記表から、この実施例に従って製作したバイモルフで
は、変位量が従来例に比べて電界強度換算では１．５倍
であるが実測値では約２倍となっており、より低電圧で
駆動し得る構成であることがわかる。また、発生力Ｆに
ついても２倍近くになっていることがわかる（Ｎ異強度
換算では３割の改善）。*: δ is the value shown in μm, F is the value shown in Q From the above table, it can be seen that in the bimorph manufactured according to this example, the displacement amount is 1.5 times that of the conventional example in terms of electric field strength, but the actual measured value is about 2 It can be seen that this is a configuration that can be driven at a lower voltage. It can also be seen that the generated force F has nearly doubled (an improvement of 30% when converted to N different strengths).

したがって、上記した具体的な特性比較からも明らかな
ように、同じ厚みに構成した場合、従来の接着型のバイ
モルフに比べて、より発生力が大きく、かつ低電圧駆動
可能なバイモルフとし得ることがわかる。Therefore, as is clear from the above-mentioned comparison of specific characteristics, when constructed with the same thickness, it is possible to create a bimorph that generates a larger force and can be driven at a lower voltage than a conventional adhesive-type bimorph. Recognize.

なお、上述した実施例では、焼結体内に形成されている
電極を接続するだめのスルーホール３４゜３６と、スル
ーホール３７．３９は、焼結体両端に分離して形成され
ていたが、たとえば第７図に平面図で示すように、焼結
体の一方側に寄せて配置してもよい。このようにスルー
ホールの形成位置は、特に限定されるものではない。In the above embodiment, the through holes 34, 36 and 37, 39 for connecting the electrodes formed inside the sintered body were formed separately at both ends of the sintered body. For example, as shown in the plan view in FIG. 7, it may be arranged closer to one side of the sintered body. As described above, the formation position of the through hole is not particularly limited.

また、第１図実施例では、各圧電セラミック板２２．２
３は奇数枚のセラミックグリーンシートを積層して構成
したが、偶数枚のセラミックグリーンシートを！！！１
層して構成してもよい。もつとも、第８図に電気的接続
図で示すように、偶数枚の（ここでは片側４枚の）セラ
ミックグリーンシートを積層して焼結体を構成した場合
には、金属板９０から取出される電極とは逆の電位とな
る電極９１．９２の引出しのために、最外層に、最外層
の電極９４と電気的に接続されない小面積の引出部９５
を形成しなければこのような狭い引出部９５で接続する
のは現実には難しく、シたがって、第１図実施例のよう
に奇数枚のセラミックグリーンシートをｇＬ層した構成
が好ましい。In the embodiment of FIG. 1, each piezoelectric ceramic plate 22.2
3 was constructed by laminating an odd number of ceramic green sheets, but an even number of ceramic green sheets! ! ! 1
It may be configured in layers. However, as shown in the electrical connection diagram in FIG. In order to draw out the electrodes 91 and 92 which have a potential opposite to that of the electrodes, a small area drawing part 95 is provided on the outermost layer and is not electrically connected to the electrode 94 in the outermost layer.
In practice, it is difficult to connect with such a narrow lead-out portion 95 unless a gap is formed. Therefore, a structure in which an odd number of ceramic green sheets are formed into a gL layer as in the embodiment of FIG. 1 is preferable.

［発明の効果］ 以上のように、この発明では、金属板の両面に貼付けら
れる第１および第２の圧電セラミック板が、複数のセラ
ミックグリーンシートを電極を介在させて積層し同時焼
成して得られた焼結体を用いて構成されている。よって
、各圧電セラミック板肉で電極間に挾まれるセラミック
層の厚みを従来の接着型のバイモルフの場合に比べては
るかに薄くすることができる。したがって、より大きな
変位置の、すなわちＪ：り低電圧で駆動し得るバイモル
フを実現することができる。また、焼結体内の電極はス
ルーホールにより外部に引出されているので、駆動に際
しての外部との電気的接続数を大きく低減されており、
したがって従来の接着型バイモルフに比べて取扱い性が
大ぎく改善されている。[Effects of the Invention] As described above, in this invention, the first and second piezoelectric ceramic plates attached to both sides of a metal plate are obtained by laminating a plurality of ceramic green sheets with electrodes interposed therebetween and firing them simultaneously. It is constructed using a sintered body. Therefore, the thickness of the ceramic layer sandwiched between the electrodes by each piezoelectric ceramic plate can be made much thinner than in the case of a conventional adhesive type bimorph. Therefore, it is possible to realize a bimorph with a larger displacement, that is, a bimorph that can be driven with a lower voltage. In addition, since the electrodes inside the sintered body are drawn out to the outside through a through hole, the number of electrical connections to the outside during driving is greatly reduced.
Therefore, handling properties are greatly improved compared to conventional adhesive bimorphs.

この発明は、たとえば圧電スイッチ等に右利に利用し得
るが、その他従来の圧電バイモルフを有する分野一般に
適用し１ｑるものであることを指摘しておく。It should be pointed out that although this invention can be advantageously used, for example, in piezoelectric switches, it can also be applied to other general fields using conventional piezoelectric bimorphs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、この発明の一実施例の断面図である。 第２図は、従来のバイモルフの一例を示す断面図である
。第３図は、第１図実施例を製造するのに用いるセラミ
ックグリーンシートおよび電極パターンを説明するため
の斜視図である。第４図は、第１図実施例に用いる圧電
セラミック板における電気的接続状態を示す模式図であ
る。第５図は、第１図実施例に従って製作したバイモル
フの形状を説明するための斜視図である。第６図は、こ
の発明に従って製作したバイモルフと従来のバイモルフ
の特性を示す図である。第７図はスルーホール形成位置
を変更した例を示す平面図であり、第８図は偶数枚のセ
ラミックグリーンシートを用いた場合の電気的接続図で
ある。 図において、２０は金属板、２２は第１の圧電セラミッ
ク板、２３は第２の圧電セラミック板、３１．３２．３
３はセラミックグリーンシート、３４．３６，３７．３
９はスルーホール、３５゜３８．４０．４．１は電極、
５５．５８．６０．６１は電極、５４，５６．５７．５
９はスルーホールを示す。 第１図 第３図 ｑ 第４図 第ぢ図 第７図 第６図FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing an example of a conventional bimorph. FIG. 3 is a perspective view for explaining the ceramic green sheet and electrode pattern used to manufacture the embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing the electrical connection state of the piezoelectric ceramic plate used in the embodiment of FIG. 1. FIG. 5 is a perspective view for explaining the shape of the bimorph manufactured according to the embodiment of FIG. 1. FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of a bimorph manufactured according to the present invention and a conventional bimorph. FIG. 7 is a plan view showing an example in which the through hole forming position is changed, and FIG. 8 is an electrical connection diagram when an even number of ceramic green sheets is used. In the figure, 20 is a metal plate, 22 is a first piezoelectric ceramic plate, 23 is a second piezoelectric ceramic plate, 31.32.3
3 is ceramic green sheet, 34.36, 37.3
9 is a through hole, 35°38.40.4.1 is an electrode,
55.58.60.61 is electrode, 54,56.57.5
9 indicates a through hole. Figure 1 Figure 3 q Figure 4 Figure 7 Figure 6

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）金属板と、 金属板の両面に貼付けられており、相互に逆方向に伸縮
するように分極処理された第１および第２の圧電セラミ
ック板とを備えるバイモルフであって、 前記各圧電セラミック板は、複数のセラミックグリーン
シートを電極を介在させて積層し同時焼成して得られた
焼結体を用いて構成されており、かつ焼結体内の電極は
、スルーホールにより外部に引出されていることを特徴
とする、積層バイモルフ。(1) A bimorph comprising a metal plate and first and second piezoelectric ceramic plates attached to both sides of the metal plate and polarized so as to expand and contract in opposite directions, each of the piezoelectric The ceramic plate is constructed using a sintered body obtained by laminating multiple ceramic green sheets with electrodes interposed and firing them simultaneously, and the electrodes inside the sintered body are drawn out to the outside through a through hole. A laminated bimorph. （２）前記スルーホールは、駆動時に一方の電位に接続
される組の電極、および他方の電位に共通に接続される
組の電極を相互に電気的に接続する、特許請求の範囲第
１項記載の積層バイモルフ。(2) The through hole electrically connects to each other a set of electrodes connected to one potential during driving and a set of electrodes commonly connected to the other potential. Laminated bimorph as described.
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