JPH1126829A - Piezo electric actuator device - Google Patents

Piezo electric actuator device

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Publication number
JPH1126829A
JPH1126829A JP9173841A JP17384197A JPH1126829A JP H1126829 A JPH1126829 A JP H1126829A JP 9173841 A JP9173841 A JP 9173841A JP 17384197 A JP17384197 A JP 17384197A JP H1126829 A JPH1126829 A JP H1126829A
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JP
Japan
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piezoelectric
piezoelectric actuator
piezo electric
laminated
metal
Prior art date
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Application number
JP9173841A
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Japanese (ja)
Inventor
Koki Ashida
幸喜 芦田
Takeshi Setoguchi
剛 瀬戸口
Makoto Higashibetsupu
誠 東別府
Kazuhiro Ogata
一広 緒方
Katsuhiko Onizuka
克彦 鬼塚
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Publication of JPH1126829A publication Critical patent/JPH1126829A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated piezo electric actuator which can exhibit stable characteristics without causing any damage of an inactive part when operated at a high speed throughout for a long period of time under a constant stress. SOLUTION: The actuator device includes a piezo electric actuator having a laminate 11 of a plurality of piezo electric plates 10 laminated through an electrode and having inactive members 15 and 16 provided on upper and lower surfaces of the laminate 11, a cylindrical outer easing 25 for accommodating the piezo electric actuator, and a pair of metallic caps 29 and 31 for closing openings of the outer casing 25. In this case, the inactive members 15 and 16 are respectively formed on their outer surfaces in a laminated plate direction with a projection 21 having a spherical surface. The pair of metallic caps 29 and 31 are formed with spherical recesses 27 which mate with the projections 21 of the inactive members 15 and 16, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電アクチュエー
タ装置に関わり、例えば、光学装置等の精密位置決め装
置、振動防止用の駆動素子、自動車用エンジンの燃料噴
射用の駆動素子等に使用される圧電アクチュエータ装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric actuator device, for example, a precision positioning device such as an optical device, a drive element for preventing vibration, a drive element for fuel injection of an automobile engine, and the like. The present invention relates to an actuator device.

【0002】[0002]

【従来技術】従来から、圧電板を複数枚積層して積層型
のアクチュエータを作製する方法が多数開示されている
(例えば特公昭56ー50434号公報参照)。特に圧
電板の接合方法により接合状態が大きく変化し、積層後
の特性の変動が大きく、素子間での特性ばらつきが大き
くなるため、様々な信頼性向上の方法が示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there have been disclosed a number of methods of manufacturing a laminated actuator by laminating a plurality of piezoelectric plates (see, for example, Japanese Patent Publication No. 56-50434). In particular, various bonding methods have been suggested because the bonding state greatly changes depending on the bonding method of the piezoelectric plates, the characteristics after lamination greatly fluctuate, and the characteristics vary between elements.

【0003】積層型の圧電アクチュエータを作製する方
法としては、同時焼成による方法がある。この同時焼成
による方法では、圧電板の厚みを薄く作製することが比
較的容易であり、印加電界を高くできるために低電圧高
変位が可能であるが、圧電板材料(例えば、Pb(Z
r,Ti)O3 等のセラミックスからなる)と同時焼成
を行なうための内部電極材料としては、PdやPt等の
貴金属を使用する必要があり、積層数が増すにしたがっ
てコスト高になるという問題点があった。
As a method of manufacturing a laminated piezoelectric actuator, there is a method of simultaneous firing. According to the method of simultaneous firing, it is relatively easy to make the thickness of the piezoelectric plate thin, and it is possible to increase the applied electric field, thereby enabling low voltage and high displacement. However, the piezoelectric plate material (for example, Pb (Z
r, Ti) It is necessary to use a noble metal such as Pd or Pt as an internal electrode material for simultaneous firing with ceramics such as O 3 , and the cost increases as the number of layers increases. There was a point.

【0004】そこで、従来、コストを低減するために、
両面に金属電極を形成した圧電板を複数積層し、金属電
極間に金属薄板を配置し、これらの金属薄板の接続用突
起部を圧電板の外周縁に対して所定の空隙を残すように
軸方向に折り曲げ、同一極性の接続用突起部を重なり合
わせて導通させ、接続用突起部と圧電板の外周縁との空
隙に合成樹脂製の櫛歯状絶縁樹脂スペーサを挿入し、こ
れを熱収縮用の絶縁チューブ内に収容した積層型圧電ア
クチュエータが開示されている(特開平4−37098
7号公報)。
Therefore, conventionally, in order to reduce the cost,
A plurality of piezoelectric plates having metal electrodes formed on both sides are laminated, a metal thin plate is arranged between the metal electrodes, and connection projections of these metal thin plates are pivoted so as to leave a predetermined gap with respect to the outer peripheral edge of the piezoelectric plate. In the direction, the connecting protrusions of the same polarity are overlapped to conduct electricity, and a comb-shaped insulating resin spacer made of synthetic resin is inserted into the gap between the connecting protrusion and the outer peripheral edge of the piezoelectric plate, and this is thermally shrunk. (Japanese Patent Laying-Open No. 4-37098) discloses a laminated piezoelectric actuator housed in an insulating tube for use.
No. 7).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】近年、小型の圧電アク
チュエータでは大きな変位量を確保するため、より高い
電圧を印加することが行われるが、上記特開平4−37
0987号公報に開示された積層型圧電アクチュエータ
では、高速で繰り返し変位をする駆動時に上下に設置さ
れた不活性体が繰り返し応力により疲労破損し、アクチ
ュエータの変位特性及び荷重特性が著しく劣化する虞が
あった。
In recent years, a higher voltage has been applied to a small piezoelectric actuator in order to secure a large amount of displacement.
In the multilayer piezoelectric actuator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 0987/2009, there is a fear that inactive bodies placed above and below are fatigued and damaged by repeated stress during driving in which displacement is repeated at high speed, and the displacement characteristics and load characteristics of the actuator are significantly deteriorated. there were.

【0006】また、上記に示した様な積層アクチュエー
タの構造においては、不活性体の平行度が重要となり、
平行度が悪い場合は片あたりの集中荷重によって駆動部
分である活性部分の信頼性も低下するという問題があっ
た。
Further, in the structure of the laminated actuator as described above, the parallelism of the inert body becomes important,
When the parallelism is poor, there is a problem that the reliability of the active portion, which is the driving portion, is reduced due to the concentrated load per piece.

【0007】本発明は、高速で繰り返し変位した場合で
あっても、不活性体が破損せず、不活性体に平均して荷
重が作用し、長期にわたり信頼性を向上できる圧電アク
チュエータ装置を提供することを目的とする。
[0007] The present invention provides a piezoelectric actuator device in which even when repeatedly displaced at a high speed, the inert body is not broken, a load acts on the inert body on average, and reliability can be improved over a long period of time. The purpose is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の圧電アクチュエ
ータ装置は、複数の圧電板を電極を介して積層してなる
積層体の上下面に、それぞれ不活性体を設けてなる圧電
アクチュエータと、この圧電アクチュエータを収納する
筒状の外装ケース体と、該外装ケース体の開口部を塞ぐ
一対の金属キャップとを具備してなる圧電アクチュエー
タ装置であって、前記不活性体の積層方向の外表面に球
面状突部を形成するとともに、前記一対の金属キャップ
に、前記不活性体の球面状突部に合致する球面状凹部を
それぞれ形成してなるものである。
According to the present invention, there is provided a piezoelectric actuator device comprising: a plurality of piezoelectric plates laminated via electrodes; A piezoelectric actuator device comprising: a cylindrical outer case body for accommodating a piezoelectric actuator; and a pair of metal caps for closing an opening of the outer case body. A spherical projection is formed, and a spherical concave portion corresponding to the spherical projection of the inert body is formed in each of the pair of metal caps.

【0009】[0009]

【作用】本発明の圧電アクチュエータ装置では、積層方
向の外表面に球面状突部が形成された不活性体を積層体
の上下面に配置し、この球面状突部を外装ケース体の金
属キャップの球面状凹部に当接して、外装ケース体内に
圧電アクチュエータを収納したので、不活性体と活性部
分(積層体)の界面に働く応力が均一になり、長期の高
速駆動に対し不活性体の破損が防止され、信頼性が向上
する。また、球面で応力を受けることにより、片あたり
による応力集中が軽減され、駆動部分である積層体の信
頼性も向上する。
In the piezoelectric actuator device of the present invention, an inert body having a spherical projection formed on the outer surface in the laminating direction is disposed on the upper and lower surfaces of the laminate, and the spherical projection is provided on the metal cap of the outer case body. The piezoelectric actuator is housed inside the outer case by abutting against the spherical concave part, so that the stress acting on the interface between the inactive body and the active portion (laminated body) becomes uniform, and the inactive body becomes inactive for a long period of high-speed driving. Breakage is prevented and reliability is improved. In addition, by receiving the stress on the spherical surface, the stress concentration due to one piece is reduced, and the reliability of the stacked body as the driving portion is also improved.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本発明の圧電アクチュエー
タ装置を示し、図2は圧電アクチュエータを示し、図3
は、図2の一部を拡大して示し、図4は金属薄板を示
し、図5は図1の金属キャップを示している。図1〜図
3において符号10は円板状の圧電板を示している。こ
れらの圧電板10はPb(Zr,Ti)O3 (以下PZ
Tと略す)を主成分とする焼結体である。
FIG. 1 shows a piezoelectric actuator device of the present invention, FIG. 2 shows a piezoelectric actuator, and FIG.
2 shows an enlarged part of FIG. 2, FIG. 4 shows a thin metal plate, and FIG. 5 shows the metal cap of FIG. 1 to 3, reference numeral 10 denotes a disk-shaped piezoelectric plate. These piezoelectric plates 10 are made of Pb (Zr, Ti) O 3 (hereinafter PZ).
(Abbreviated as T).

【0011】圧電板を構成する圧電材料は、例えば、チ
タン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電セラミックス材
料などが使用されるが、これに限定されるものではな
く、圧電性を有するセラミックスであれば何れでも良
い。この圧電板を構成する圧電材料としては、圧電歪み
定数d33が高いものが望ましい。
As the piezoelectric material constituting the piezoelectric plate, for example, a piezoelectric ceramic material containing lead zirconate titanate as a main component is used. However, the present invention is not limited to this. Any may be used. As the piezoelectric material constituting the piezoelectric plate, that the piezoelectric strain constant d 33 is high is preferable.

【0012】特に、金属成分としてPb、Zr、Ti、
Zn、Sb、Ni、Teと、SrおよびBaのうち少な
くとも一種を含む複合ペロブスカイト型化合物であっ
て、これらの金属元素のモル比による組成式を、Pb
1-x-y Srx Bay (Zn1/3 Sb2/3 a (Ni1/2
Te1/2 b ZrcTi1-a-b-c 3 と表わした時、
x,y,a,b,cのモル比が、0≦x≦0.12、0
≦y≦0.12、0<x+y、0.05≦a≦0.1
2、0≦b≦0.015、0.43≦c≦0.52を満
足する基本成分100重量部に対して、等モル比からな
るPbOおよびNb2 5 を合量で0.2〜1.2重量
部添加含有してなる圧電磁器組成物が望ましい。この圧
電板10の厚みtは、小型化および高い電圧を印加する
という点から0.2〜0.6mmであることが望まし
い。
In particular, Pb, Zr, Ti,
A composite perovskite compound containing Zn, Sb, Ni, Te, and at least one of Sr and Ba, wherein the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is Pb
1-xy Sr x Ba y ( Zn 1/3 Sb 2/3) a (Ni 1/2
Te 1/2 ) b Zr c Ti 1 -abc O 3 ,
When the molar ratio of x, y, a, b, c is 0 ≦ x ≦ 0.12, 0
≦ y ≦ 0.12, 0 <x + y, 0.05 ≦ a ≦ 0.1
2, with respect to 100 parts by weight of the basic component satisfying 0 ≦ b ≦ 0.015 and 0.43 ≦ c ≦ 0.52, PbO and Nb 2 O 5 having an equimolar ratio in a total amount of 0.2 to A piezoelectric ceramic composition containing 1.2 parts by weight is desirable. The thickness t of the piezoelectric plate 10 is desirably 0.2 to 0.6 mm from the viewpoint of miniaturization and application of a high voltage.

【0013】そして、複数の圧電板10が積層されて積
層体11が形成されており、圧電板10の間には2層の
導電性接着層12が形成され、それらの導電性接着層1
2間には金属薄板13が介装されている。これら金属薄
板13には、図4に示すように接続用突起部14が形成
されており、圧電板10の径方向に突出している。ま
た、図6に示すように、交互に90度の角度を向くよう
に、金属薄板13が圧電板11の間に介装されており、
これら金属薄板13は接続用突起部14の位置により正
電極薄板13a、負電極薄板13bとなる。
A laminate 11 is formed by laminating a plurality of piezoelectric plates 10, and two conductive adhesive layers 12 are formed between the piezoelectric plates 10.
A metal sheet 13 is interposed between the two. As shown in FIG. 4, connecting projections 14 are formed on the metal thin plates 13, and project in the radial direction of the piezoelectric plate 10. As shown in FIG. 6, the metal thin plates 13 are interposed between the piezoelectric plates 11 so as to alternately face 90 degrees,
These metal thin plates 13 become a positive electrode thin plate 13a and a negative electrode thin plate 13b depending on the position of the connecting projections 14.

【0014】使用する金属薄板13は導電性を有するも
ので、例えば、銀、黄銅、銅、ステンレス等の金属が好
ましい。金属薄板13の厚さは、変位量に寄与しないた
めにできるだけ薄いもの、例えば20〜50μmのもの
が好ましい。また、金属薄板13としては、他の金属薄
板13との短絡や放電を防止するために、円板部分が積
層体11の外周面に露出しないように、圧電板10より
小さいことが望ましい。
The thin metal plate 13 used has conductivity, and is preferably, for example, a metal such as silver, brass, copper, or stainless steel. The thickness of the metal sheet 13 is preferably as thin as possible so as not to contribute to the displacement amount, for example, 20 to 50 μm. Further, it is desirable that the metal sheet 13 is smaller than the piezoelectric plate 10 so that the disk portion is not exposed on the outer peripheral surface of the laminated body 11 in order to prevent a short circuit or discharge with another metal sheet 13.

【0015】導電性接着層12は、上記したように導電
性接着ペーストを圧電板10に塗布し乾燥することによ
って形成されるが、この導電性接着ペーストは、Ag等
の金属粉末とガラス成分を有し、400〜600℃程度
で溶融するものが望ましい。
The conductive adhesive layer 12 is formed by applying a conductive adhesive paste to the piezoelectric plate 10 and drying it as described above. This conductive adhesive paste is made of a metal powder such as Ag and a glass component. It is desirable that the material has a melting point of about 400 to 600 ° C.

【0016】これは、積層時に加圧加熱すると導電性接
着ペーストに含有されているガラス成分が溶融し、圧電
板10同士を強固に接合し、高電界の繰り返し印加によ
って発生する界面での剥離などを防止することができ、
積層体の信頼性を向上できるからである。導電性接着用
ペーストは、特に、Ag粉末を40〜60重量%と、P
bO−SiO2 −B2 3 からなるガラス成分40〜6
0重量%とからなることが望ましい。
[0016] This is because if the glass component contained in the conductive adhesive paste is melted by applying pressure and heating during lamination, the piezoelectric plates 10 are firmly joined to each other, and peeling at the interface generated by repeated application of a high electric field. Can be prevented,
This is because the reliability of the laminate can be improved. In particular, the conductive bonding paste contains 40 to 60% by weight of Ag powder,
glass component consisting bO-SiO 2 -B 2 O 3 40~6
Desirably, it is 0% by weight.

【0017】そして、本発明の圧電アクチュエータ装置
では、積層体11の上下面には、伸縮しない不活性体1
5、16が形成されており、その積層方向の外表面には
それぞれ球面状突部21が形成され、圧電アクチュエー
タ23が形成されている。この圧電アクチュエータ23
は、図1に示したように、筒状の外装ケース体25内に
収容されている。尚、図1においては、理解を容易にす
るため圧電アクチュエータは側面図で記載した。
In the piezoelectric actuator device according to the present invention, the inert body 1 which does not expand and contract is provided on the upper and lower surfaces of the laminate 11.
5 and 16 are formed, and a spherical projection 21 is formed on the outer surface in the laminating direction, and a piezoelectric actuator 23 is formed. This piezoelectric actuator 23
Are housed in a cylindrical outer case body 25 as shown in FIG. In FIG. 1, the piezoelectric actuator is shown in a side view for easy understanding.

【0018】この外装ケース体25には圧電アクチュエ
ータ23の不活性体15、16の球面状突部21に当接
し、不活性体15、16の球面状突部21と合致する球
面状凹部27が形成された一対の金属キャップ29、3
1が配置されている。つまり、筒状の外装ケース体25
の上下には、その開口部を塞ぐように金属キャップ2
9、31が配置されている。金属キャップ29、31の
材質はステンレス、アルミニウムなどの腐食しにくい金
属が望ましい。下側金属キャップ31には、外装ケース
体25と固定できる様にねじが施されている。
The outer case body 25 has a spherical concave portion 27 which abuts against the spherical projections 21 of the inert bodies 15 and 16 of the piezoelectric actuator 23 and which matches the spherical projections 21 of the inert bodies 15 and 16. The formed pair of metal caps 29, 3
1 is arranged. That is, the cylindrical outer case body 25
At the top and bottom of the metal cap 2
9, 31 are arranged. The material of the metal caps 29 and 31 is preferably a metal which is hardly corroded such as stainless steel and aluminum. The lower metal cap 31 is screwed so that it can be fixed to the outer case body 25.

【0019】また、外装ケース体25も同様に下側部分
にネジが施され、下側金属キャップ31とネジにより固
定される。外装ケース体25は金属キャップ29、31
と同様にステンレス、アルミニウム等の腐食し難い金属
が望ましい。そして、外装ケース25の内部には絶縁性
樹脂35が充填される。
The outer case body 25 is similarly screwed on the lower side, and is fixed to the lower metal cap 31 with screws. The outer case 25 is made of metal caps 29 and 31.
Similarly, metals that are not easily corroded, such as stainless steel and aluminum, are desirable. The inside of the outer case 25 is filled with an insulating resin 35.

【0020】使用される絶縁性樹脂35は、絶縁性が高
く、常温から200℃までの温度で使用でき、且つ繰り
返しの応力に対して割れないものという点から、シリコ
ン系の樹脂もしくはシリコンゴムが望ましい。
The insulating resin 35 used has a high insulating property, can be used at a temperature from room temperature to 200 ° C., and does not crack due to repeated stress. desirable.

【0021】外装ケース体25と圧電板11の外周面と
の空隙と、圧電板11の外周部と接続用突起部14との
間に隙間がないように絶縁樹脂35で充填するには、あ
らかじめ粘度等の条件を調節し、真空脱泡によりエアー
を完全に除去していくようにすることが重要である。
In order to fill the space with the insulating resin 35 so that there is no gap between the outer case 25 and the outer peripheral surface of the piezoelectric plate 11 and the gap between the outer peripheral portion of the piezoelectric plate 11 and the connecting projections 14, It is important to adjust the conditions such as viscosity and to completely remove air by vacuum degassing.

【0022】尚、本発明の積層型圧電アクチュエータは
円柱状や四角柱以外の六角柱等どのような多角形状であ
っても良い。
The multilayer piezoelectric actuator of the present invention may have any polygonal shape such as a columnar shape or a hexagonal prism other than a square prism.

【0023】[0023]

【実施例】PZT焼結体の両面を研磨して、直径約15
mm、厚み0.4mmの円板状の圧電板を形成した。こ
の圧電板の両主面にAg粉末55重量%、PbO−Si
2 ―B2 3 を主成分とするガラス45重量%の電気
伝導性ペーストを5μmの厚みになるように印刷した
後、100℃にて乾燥し、520℃で焼き付けた。厚さ
25μmのAg製薄板を圧電板の間に挟み込み、圧電板
を100層積層して積層体を形成した。
EXAMPLE A PZT sintered body was polished on both sides to a diameter of about 15 mm.
A disk-shaped piezoelectric plate having a thickness of 0.4 mm and a thickness of 0.4 mm was formed. 55% by weight of Ag powder, PbO-Si
An electrically conductive paste of 45% by weight of glass containing O 2 —B 2 O 3 as a main component was printed to a thickness of 5 μm, dried at 100 ° C., and baked at 520 ° C. An Ag thin plate having a thickness of 25 μm was sandwiched between the piezoelectric plates, and 100 piezoelectric plates were laminated to form a laminate.

【0024】尚、金属薄板の接続用突起部を一層おきに
同じ位置にくるように交互に配置した。圧電板を100
層積層した積層体の上下面に片側に球面加工を施した不
活性体を積層し、位置ずれが生じないように、専用の球
面受け治具にセットし軽く圧力を加えた後、積層体の上
部に約3kgの重りをのせて600℃、1時間で加圧接
合した。
The connecting projections of the thin metal plates were alternately arranged so as to be located at the same position every other layer. 100 piezoelectric plates
An inert body that has been subjected to spherical processing on one side is laminated on the upper and lower surfaces of the laminated body, and set to a special spherical receiving jig and lightly apply pressure so that no displacement occurs. A weight of about 3 kg was placed on the upper part and pressure-bonded at 600 ° C. for one hour.

【0025】次に図2に示したように、圧電板の径方向
に突出した接続用突起部を軸方向に折り曲げ、電気的に
接続した。
Next, as shown in FIG. 2, the radially protruding connecting projections of the piezoelectric plate were bent in the axial direction and electrically connected.

【0026】これを80℃のシリコンオイル中で3kV
/mmの直流電圧を30分間印加して分極処理を行っ
た。その後、積層体を上下の金属キャップと外装ケース
体により固定し、シリコン系外装樹脂を充填し、120
℃、1時間で乾燥硬化させ、圧電アクチュエータ装置を
作製した。
[0026] This is kept at 3 kV in silicon oil at 80 ° C.
/ Mm DC voltage was applied for 30 minutes to perform polarization processing. Thereafter, the laminated body is fixed by upper and lower metal caps and an outer case body, and is filled with a silicon-based outer resin.
The resultant was dried and hardened at 1 ° C. for 1 hour to produce a piezoelectric actuator device.

【0027】本発明の圧電アクチュエータ装置100個
を大気中で、0Vから+500Vの交流電界を100H
zの周波数にて1×109 回印加した場合でも不活性体
の破損はなく、印加後の変位量は、平均44μmであっ
た。実験で作製した圧電アクチュエータ装置の変位量の
ばらつきは試料100個に対し±2%であった。
An AC electric field of 0 V to +500 V is applied for 100 H to 100 piezoelectric actuator devices of the present invention in the atmosphere.
Even when applied 1 × 10 9 times at the frequency of z, the inert body was not damaged, and the displacement after application was 44 μm on average. The variation of the displacement amount of the piezoelectric actuator device manufactured in the experiment was ± 2% for 100 samples.

【0028】また、同試験サンプルの荷重変位特性を1
×108 回駆動毎に10回測定したが、初期値からの変
動は±3%以内であった。
The load displacement characteristic of the test sample was 1
The measurement was performed 10 times at every 10 8 driving, and the variation from the initial value was within ± 3%.

【0029】これに対して不活性体を球面加工していな
い圧電アクチュエータ装置を10個作製し、同様の試験
を行った結果、2×108 回で3個不活性体が破損し
た。また10個中5個は2×108 回駆動後に荷重変位
特性に屈曲点を生じ、初期値からの変動は50%程度と
なった。
On the other hand, ten piezoelectric actuator devices were manufactured in which the inert bodies were not spherically processed, and the same test was carried out. As a result, three inert bodies were damaged in 2 × 10 8 times. In addition, 5 out of 10 pieces had a bending point in the load displacement characteristics after driving 2 × 10 8 times, and the variation from the initial value was about 50%.

【0030】変位量の測定は、試料を荷重印加用治具に
固定し、2kNの荷重を印加しレーザー変位計にて測定
し、荷重変位特性については接触型のレーザホロゲージ
を使用し、0〜5kNの荷重印加時の変位を10回測定
した平均の値で評価した。
The displacement was measured by fixing the sample to a jig for applying a load, applying a load of 2 kN and measuring with a laser displacement meter, and using a contact type laser holometer for the load displacement characteristics. The displacement during application of a load of 55 kN was evaluated by an average value measured ten times.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、不
活性体と活性部分(積層体)の界面に働く応力が均一に
なり、長期の高速駆動に対し不活性体の破損が防止さ
れ、信頼性を向上できる。また、球面で応力を受けるこ
とにより、片あたりの集中応力が軽減され、駆動部分で
ある積層体の信頼性も向上できる。
As described in detail above, according to the present invention, the stress acting on the interface between the inactive material and the active portion (laminated body) becomes uniform, and the inactive material is prevented from being damaged during long-term high-speed driving. And reliability can be improved. In addition, by receiving the stress on the spherical surface, the concentrated stress per piece is reduced, and the reliability of the stacked body as the driving portion can be improved.

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

【図1】本発明の圧電アクチュエータ装置を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing a piezoelectric actuator device of the present invention.

【図2】本発明の積層体を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a laminate of the present invention.

【図3】図2の一部を拡大して示す側面図である。FIG. 3 is an enlarged side view showing a part of FIG. 2;

【図4】図1の金属薄板を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing the metal sheet of FIG. 1;

【図5】図1の一対の金属キャップを示す側面図であ
る。
FIG. 5 is a side view showing the pair of metal caps of FIG. 1;

【図6】図2の平面図である。FIG. 6 is a plan view of FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・圧電板 11・・・積層体 12・・・導電性接着層 13・・・金属薄板 14・・・接続用突起部 15、16・・・不活性体 21・・・球面状突部 23・・・圧電アクチュエータ 25・・・外装ケース体 27・・・球面状凹部 29、31・・・金属キャップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Piezoelectric plate 11 ... Laminated body 12 ... Conductive adhesive layer 13 ... Metal thin plate 14 ... Connection projection part 15, 16 ... Inactive body 21 ... Spherical projection Part 23 ... Piezoelectric actuator 25 ... Outer case body 27 ... Spherical recess 29, 31 ... Metal cap

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 一広 鹿児島県国分市山下町1番1号 京セラ株 式会社鹿児島国分工場内 (72)発明者 鬼塚 克彦 鹿児島県国分市山下町1番4号 京セラ株 式会社総合研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuhiro Ogata 1-1-1, Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima Inside the Kyocera Corporation Kagoshima Kokubu Plant (72) Inventor Katsuhiko Onizuka 1-4-4 Yamashita-cho, Kokubu-shi, Kagoshima Kyocera Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の圧電板を電極を介して積層してなる
積層体の上下面に、それぞれ不活性体を設けてなる圧電
アクチュエータと、この圧電アクチュエータを収納する
筒状の外装ケース体と、該外装ケース体の開口部を塞ぐ
一対の金属キャップとを具備してなる圧電アクチュエー
タ装置であって、前記不活性体の積層方向の外表面に球
面状突部を形成するとともに、前記一対の金属キャップ
に、前記不活性体の球面状突部と合致する球面状凹部を
それぞれ形成してなることを特徴とする圧電アクチュエ
ータ装置。
1. A piezoelectric actuator comprising: a plurality of piezoelectric plates laminated via electrodes; upper and lower surfaces of a laminated body provided with respective inactive members; and a cylindrical outer case body for accommodating the piezoelectric actuator. A piezoelectric actuator device comprising: a pair of metal caps for closing an opening of the outer case body, wherein a spherical projection is formed on an outer surface of the inactive body in a laminating direction, and the pair of metal caps is formed. A piezoelectric actuator device comprising: a metal cap; and a spherical concave portion corresponding to the spherical protrusion of the inert body.
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