CN103370804A - 层叠压电体 - Google Patents

层叠压电体 Download PDF

Info

Publication number
CN103370804A
CN103370804A CN2012800079525A CN201280007952A CN103370804A CN 103370804 A CN103370804 A CN 103370804A CN 2012800079525 A CN2012800079525 A CN 2012800079525A CN 201280007952 A CN201280007952 A CN 201280007952A CN 103370804 A CN103370804 A CN 103370804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
contact site
piezoelectric element
element section
lower contact
stacked
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012800079525A
Other languages
English (en)
Inventor
须摩和浩
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN103370804A publication Critical patent/CN103370804A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H10N30/508—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure adapted for alleviating internal stress, e.g. cracking control layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H10N30/501—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure having a non-rectangular cross-section in a plane parallel to the stacking direction, e.g. polygonal or trapezoidal in side view
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/871—Single-layered electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. internal electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/877—Conductive materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

一种层叠压电体（10），其中，内部正电极（15）和内部负电极（16）在多个压电元件段（12）的层叠方向上隔着预定间隔而排列，并且与多个压电元件段（12）的层叠方向垂直地排列。压电元件段（12A）具有与上压电元件段（12B）的下接触部（28B）接触的上接触部（29A）。上接触部（29A）在中央具有朝下接触部（28B）突出的中央凸部（32）。

Description

层叠压电体
技术领域
本发明涉及层叠压电体，该层叠压电体具有多个在压电陶瓷的内部设置有至少一对内部电极的压电元件段，并由这些多个压电元件段层叠而成。
背景技术
已知，例如在专利文献1中，公开了由多个压电元件和多个内部电极交替层叠而成的层叠压电体。通过从电压提供部向该层叠压电体的内部电极施加电压，能够驱动层叠压电体。通过驱动层叠压电体来使层叠压电体发生位移，例如能够作为致动器来使用。
此外，在层叠压电体中，存在有如下的类型：通过在压电陶瓷的内部设置一对内部电极来形成压电元件段，并将所形成的多个压电元件段层叠而构成层叠压电体。通过该层叠压电体，与专利文献1中公开的层叠压电体相同，能够通过从电压提供部向压电元件段的内部电极施加电压来驱动层叠压电体。
在制造时，该压电元件段需要烧成压电陶瓷。因此，在烧成压电元件段时，会使压电陶瓷产生应变，从而难以将多个压电元件段层叠到同一轴线上。因此，为了将多个压电元件段层叠到同一轴线上，将相邻的压电元件段的接触部研磨（磨削）得平坦且相互平行。
但是，已知，难以将压电元件段的接触部研磨成相互平行，相互接触的一对接触部中的一方会相对于另一方发生倾斜。在对倾斜的接触部进行层叠的情况下，压电元件段相对于层叠压电体的轴线倾斜地被层叠。因此，在向压电元件段的内部电极施加电压而使压电元件段发生位移的情况下，难以高效地取出压电元件段的因位移而产生的输出。
为了高效地取出压电元件段的输出，考虑利用引导部件将压电元件段强制地层叠到层叠压电体的轴线上的方法。但是，在利用引导部件将压电元件段层叠到轴线上时，倾斜的接触部的角部会与相邻的接触部的角部抵接。因此，负荷集中于相邻的接触部的角部，难以确保压电元件段的耐久性。
作为高效地取出压电元件段的输出的方法，考虑高精度地将压电元件段的接触部研磨成相互平行。但是，在提高接触部的加工精度时，会因研磨导致成品率下降，并且会使得研磨工序复杂化而难以提高压电元件段的生产率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-183553号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的课题是，提供一种既能够提高压电元件段的耐久性又能够确保压电元件段的生产率的层叠压电体。
用于解决问题的手段
根据权利要求1的发明，提供一种层叠压电体，该层叠压电体由层叠的多个压电元件段构成，所述多个压电元件段中的每一个压电元件段具有压电陶瓷以及至少一对在所述压电陶瓷的内部间隔开地设置的内部电极，所述内部电极沿着所述多个压电元件段的层叠方向间隔开地排列，并且与所述多个压电元件段的层叠方向垂直地排列，所述多个压电元件段具有与相邻的压电元件段相互接触的接触部，所述相邻的所述压电元件段中的至少一方的接触部在中央具有朝另一方的接触部突出的中央凸部。
在权利要求2的发明中，所述中央凸部优选具有曲面或锥体面。
在权利要求3的发明中，所述一方的接触部与所述另一方的接触部优选利用粘合剂粘合。
发明效果
在权利要求1的发明中，在相邻的压电元件段中的一方的接触部设置中央凸部。由此，能够使中央凸部与另一方的接触部的中央（除了角部以外的部位）接触，因而能够使从中央凸部作用于另一方的接触部的负荷适当地分散于接触部。由此，能够防止所需程度以上的负荷作用于另一方的接触部，从而能够提高压电元件段的耐久性。
此外，通过在接触部设置中央凸部，使得在研磨接触部时，即使没有将加工精度提高到所需程度以上，也能够在接触部使中央凸部成形。由此，能够提高研磨接触部时的成品率，并且能够简化接触部的研磨工序（加工工序），从而能够确保压电元件段的生产率。
在权利要求2的发明中，在中央凸部具有曲面或锥体面。曲面和锥体面是较简单的形状。因此，通过以曲面和锥体面形成中央凸部，能够容易地使中央凸部成形，从而能够更可靠地确保压电元件段的生产率。
在权利要求3的发明中，利用粘合剂接合一方的接触部与另一方的接触部。由此，能够防止一方的接触部和另一方的接触部向与层叠方向交叉的方向偏离。由此，能够使层叠的多个压电元件段保持在层叠压电体的轴线上。因此，例如，能够使负荷从一方的接触部高效地传递到另一方的接触部，从而能够提高层叠压电体的可靠性。
此外，利用粘合剂接合一方的接触部与另一方的接触部，使得在接触部存在粗糙面和凹部的情况下，能够利用粘合剂填充粗糙面和凹部。由此，能够利用粘合剂来确保接触部具有光滑的表面，从而使相邻的接触部易于配置（层叠）于预定位置。由此，例如，能够更加高效地使负荷从一方的接触部传递到另一方的接触部，从而能够进一步提高层叠压电体的可靠性。
附图说明
图1是示出本发明的实施例1的层叠压电体的剖视图。
图2是示出从图1的多个压电元件段中选择出的代表性的压电元件段的剖视图。
图3是图2所示的压电元件段的立体图。
图4是示出图3的压电元件段的研磨工序（加工工序）的图。
图5是图2的区域5的放大图。
图6是示出负荷从实施例1的压电元件段传递到水平状的下接触部的示例的图。
图7是示出负荷从实施例1的压电元件段传递到倾斜状的下接触部的示例的图。
图8是实施例1的变形例1的压电元件段的剖视图。
图9是实施例1的变形例2的压电元件段的剖视图。
图10是示出负荷从图9所示的变形例2的压电元件段传递到水平状的下接触部的示例的图。
图11是示出负荷从图9所示的变形例2的压电元件段传递到倾斜状的下接触部的示例的图。
图12是实施例1的变形例3的压电元件段的剖视图。
图13是实施例1的变形例4的压电元件段的剖视图。
图14是本发明的实施例2的层叠压电体的剖视图。
具体实施方式
下面，根据附图，对本发明的几个优选实施例进行说明。
実施例1
如图1所示，层叠压电体10具有层叠在层叠压电体10的轴线11上的多个压电元件段（压电元件）12以及接合相邻的压电元件段12的粘合剂21。作为一例，该层叠压电体10作为设备等的致动器来使用。
压电元件段12具有：形成为大致立方体状的压电陶瓷13；在压电陶瓷13的内部间隔开地设置的一对内部电极15、16；以及与一对内部电极15、16分别连接的一对外部电极17、18。
下面，为了易于理解层叠压电体10的结构，从多个压电元件段12中选择一个作为代表例并记作“压电元件段12A”来进行说明。将相邻地层叠在选择出的压电元件段12A的上方的压电元件段12记作“上压电元件段12B”来进行说明。此外，将相邻地层叠在选择出的压电元件段12A的下方的压电元件段12记作“下压电元件段12C”来进行说明。
如图2、图3所示，压电陶瓷13由PZT（锆钛酸铅［Pb（Zr，Ti）］）材料形成。该压电陶瓷13由左右的侧壁24、25、前后的侧壁26、27、下接触部（接触部）28以及上接触部（一方的接触部）29形成为大致立方体状。
下面，如图1所示，将压电元件段12A的下接触部28和上接触部29方便地记作下接触部28A和上接触部29A来进行说明。将上压电元件段12B的下接触部28和上接触部29方便地记作下接触部28B和上接触部29B来进行说明。此外，将下压电元件段12C的下接触部28和上接触部29方便地记作下接触部28C和上接触部29C来进行说明。
如图2、图3所示，左右的侧壁24、25和前后的侧壁26、27均与轴线11平行地上升并且平坦地形成。压电元件段12A的下接触部28A是与下压电元件段12C的上接触部29C（图1）接触的部位。该下接触部28A形成为相对于左右的侧壁24、25和前后的侧壁26、27大致垂直并且形成为平坦状。
压电元件段12A的上接触部29A是与上压电元件段12B的下接触部28B接触的部位。该上接触部29A通过以朝上方突出（隆起）的方式形成为曲面状而在中央具有中央凸部32。中央凸部32具有朝上方突出的曲面33。
通过在上接触部29的中央设置中央凸部32，能够使中央凸部32朝上压电元件段12B的下接触部（另一方的接触部）28B的中央突出。由此，能够使中央凸部32与下接触部28的中央接触。尤其是，通过在上接触部29的中央设置中央凸部32，使得即使在下接触部28倾斜的情况下，也能够使中央凸部32与下接触部28的中央接触。
中央凸部32是上接触部29A以朝上方突出的方式形成为曲面状的部位，且形成为较平坦状。由此，能够确保中央凸部32与上压电元件段12B的下接触部28接触的区域32a较大。同样，即使在下接触部28倾斜的情况下，也能够确保中央凸部32与上压电元件段12B的下接触部28接触的区域32b（参照图7）较大。
这样，通过在上接触部29A设置中央凸部32，使得在研磨（磨削）上接触部29A时，即使没有将加工精度提高到所需的程度以上，也能够在上接触部29A使中央凸部32成形。由此，能够提高研磨上接触部29A时的成品率，并且能够简化上接触部29A的研磨工序（加工工序），从而能够确保压电元件段12A的生产率。
此外，使中央凸部32具有曲面33。曲面33是较简单的形状。由此，通过利用曲面33来形成中央凸部32，使得中央凸部32能够容易成形，从而能够更可靠地确保压电元件段12A的生产率。
在实施例1中，作为压电陶瓷13的材料，例示了PZT，但是压电陶瓷13的材料不限于PZT。例如，作为压电陶瓷13的材料，可以使用ABC钙钛矿的结晶结构、钨青铜的结晶结构、铋层状陶瓷或者层状钙钛矿型陶瓷。
作为具有ABC钙钛矿的结晶结构的陶瓷，BaTiO3、KNbO3、（K、Na）NbO3、（K、Na、Li）NbO3、BiTiO3或者（Bi、Na）TiO3等是符合的。作为具有钨青铜的结晶结构的陶瓷，KSr2Nb5Ol5、NaBa2Nb5Ol5、（Srl-x、Bax）Nb2O6或者Ba2NaNb5Ol5等是符合的。此外，作为铋层状陶瓷，Bi4Ti3Ol2或者BaBi4Ti4Ol5等是符合的。作为层状钙钛矿型陶瓷，La2Ti2O7-Sr2Ta2O7、Na2Ti2O7-Sr2Ta2O7或者Ca2Nb2O7-Sr2Ta2O7等是符合的。
在压电陶瓷13的内部，一对内部电极15、16以隔着预定间隔相互平行地排列的状态进行设置。一对内部电极15、16与多个压电元件段12的层叠方向（层叠压电体10的轴线11方向）垂直地排列。在一对内部电极15、16中，一个内部电极15是正电极，另一个内部电极16是负电极。下面，将一个内部电极15称作内部正电极，将另一个内部电极16称作内部负电极。
内部正电极15是由Ag-Pb合金形成的电极。该内部正电极15被收纳成靠近压电陶瓷13的内部中的下接触部28，并且被配置为与层叠压电体10的轴线11交叉。通过将内部正电极15配置为与层叠压电体10的轴线11交叉，由此，内部正电极15被配置为与下接触部28平行。内部正电极15的基端部15a露出于压电陶瓷13的右侧壁25，并与一对外部电极17、18中的一个外部电极17连接。
与内部正电极15相同地，内部负电极16是由Ag-Pb合金形成的电极。该内部负电极16被收纳成靠近压电陶瓷13的内部中的上接触部29，并且被配置为与层叠压电体10的轴线11交叉。通过将内部负电极16配置为与层叠压电体10的轴线11交叉，使得内部负电极16被配置为与下接触部28平行。内部负电极16的基端部16a露出于压电陶瓷13的左侧壁24，并与一对外部电极17、18中的另一个外部电极18连接。
在实施例1中，作为内部正电极15和内部负电极16的材质，例示了Ag-Pb合金，但是内部正电极15和内部负电极16的材质不限于Ag-Pb合金。例如，作为内部正电极15和内部负电极16的材质，也可以使用Ag、Pt、Ni、Cu、Pd或者Au，或者使用包含这些材质的合金。
在一对外部电极17、18中，一个外部电极17是与内部正电极15的基端部15a连接的正电极，另一个外部电极18是与内部负电极16的基端部16a连接的负电极。下面，将一个外部电极17称作外部正电极，将另一个外部电极18称作外部负电极。
外部正电极17是由Fe-Ni合金形成的电极。该外部正电极17设置在压电陶瓷13的右侧壁25，并与内部正电极15的基端部15a连接。由此，外部正电极17被设置为与内部正电极15交叉。该外部正电极17经由引线36与电压提供部38（图1）的正极连接。
外部负电极18是由Fe-Ni合金形成的电极。该外部负电极18设置在压电陶瓷13的左侧壁24，与内部负电极16的基端部16a连接。由此，外部负电极18被设置为与内部负电极16交叉。该外部负电极18经由引线37与电压提供部38的负极连接。
在实施例1中，作为外部正电极17和外部负电极18的材质，例示了Fe-Ni合金，但是，外部正电极17和外部负电极18的材质不限于Fe-Ni合金。例如，作为外部正电极17和外部负电极18的材质，也可以使用Ag、Pt、Ni、Cu、Pd或者Au，或者使用包含这些材质的合金。
接下来，根据图4，说明利用辊筒研磨对压电元件段12A的压电陶瓷13进行加工的示例。将1000g（1Kg）的图4（a）所示的加工前的压电元件段41放入聚乙烯制容器。
加工前的压电元件段41具有加工前的压电陶瓷42、一对内部电极15、16以及一对外部电极17、18。聚乙烯制容器具有10L（1×10-2m3）的容量。在聚乙烯制容器中，加入1200g（1.2Kg）直径φ5mm的Zr球（锆球）作为介质（研磨材料），此外，加入1L（1×10-3m3）纯水作为溶剂。
这样，在聚乙烯制容器中加入有加工前的压电元件段41、Zr球、溶剂的状态下，使聚乙烯制容器在球磨机旋转架台上旋转。聚乙烯制容器的转速是85rmp，旋转时间是240分。通过旋转聚乙烯制容器来对压电陶瓷42进行加工。通过对压电陶瓷42进行加工，得到图4（b）所示的加工后的压电元件段44。
接下来，通过烧成加工后的压电陶瓷44，得到图4（c）所示的压电陶瓷13（即，压电元件段12A）。
在实施例1中，说明了利用辊筒研磨对压电元件段12A进行加工的示例，但是不限于此，也可以对压电元件段12A进行机械加工。作为机械加工，使用基于旋床等的车床加工以及基于铣削、立铣等的铣削加工。
如图1所示，压电元件段12A通过粘合剂21与上压电元件段12B和下压电元件段12C接合（粘合）。
下面，根据图2、图5说明将压电元件段12A的上接触部29A与上压电元件段12B的下接触部28B接合的示例。
如图2、图5所示，粘合剂21是为了接合压电元件段12A的上接触部29A与上压电元件段12B的下接触部28B而薄薄地涂覆在上接触部29A和下接触部28B的接合树脂。
作为粘合剂21，使用绝缘性高且能够在从常温到200℃的温度下固化的树脂，尤其是，出于绝缘性高并且容易填充的观点，优选使用硅类树脂、环氧类树脂或者丙烯酸树脂类的树脂。因此，在实施例1中，作为环氧系树脂，使用了环氧树脂技术公司制造的EPOCH353ND。
作为利用粘合剂21来接合上接触部29A和下接触部28B的方法，优选的是，减小粘合剂21的涂覆厚度，并且，出于容易涂覆的观点，基于浸泡（浸渍）、印刷、涂布、滴注进行涂覆。在实施例1中，通过滴注粘合剂21来对上接触部29A和下接触部28B进行涂覆。
具体而言，在分配器（液体定量输出装置）的注射器中填充粘合剂21。注射器具有3～50cc［（3～50）×10-6m3］的容量。以气压1～50Psi［（1～50）×6895Pa］压送填充到注射器的粘合剂21。通过压送粘合剂21来从分配器滴注粘合剂21，涂覆到上接触部29A和下接触部28B。
在将粘合剂21涂覆到上接触部29A和下接触部28B后，利用引导部件（未图示）来保持压电元件段12A和上压电元件段12B的左右的侧壁24、25和前后的侧壁26、27。在层叠了压电元件段12A和上压电元件段12B的状态下，在层叠方向加压10～500N，并在100～200℃的温度下保持10～60分钟。通过保持10～60分钟来使粘合剂21固化，从而利用粘合剂21将压电元件段12A与上压电元件段12B粘合起来。
在实施例1中，说明了粘合压电元件段12A与上压电元件段12B的示例，也能够利用相同的粘合方法，粘合多个层叠压电体10。
通过利用粘合剂21接合压电元件段12A的上接触部29A和上压电元件段12B的下接触部28B，由此能够防止上接触部29A和下接触部28B向与层叠方向交叉的方向偏离。由此，能够使层叠的多个压电元件段12保持在层叠压电体10的轴线11上。由此，例如，能够使负荷从下接触部28高效地传递到上接触部29，从而能够提高层叠压电体10的可靠性。
此外，通过利用粘合剂21接合上接触部29A与下接触部28B，使得例如在上接触部29A具有粗糙面51和凹部52的情况下，能够利用粘合剂21填充粗糙面51和凹部52。由此，能够利用粘合剂21确保上接触部29A具有光滑的表面，从而能够容易地将下接触部28B配置（层叠）于预定位置。由此，例如能够使负荷从上接触部29A高效地传递到下接触部28B，从而进一步提高层叠压电体10的可靠性。
接下来，根据图6、图7，说明负荷从压电元件段12A传递到上压电元件段12B的示例。在图6、图7中，为了易于理解结构，省略了粘合剂21。
首先，根据图6说明上压电元件段12B具有水平状的下接触部28B的示例。如图6所示，从电压提供部38向压电元件段12A的内部正电极15和内部负电极16施加电压，并且从电压提供部38向上压电元件段12B的内部正电极15和内部负电极16施加电压。由此，负荷F1从压电元件段12A的中央凸部32作用于上压电元件段12B的下接触部28B。
压电元件段12的中央凸部32与上压电元件段12B的下接触部28B接触的区域32a被确保为较大。这样，能够使较大的区域32a与下接触部28B的中央接触，从而能够使从中央凸部32作用于下接触部28B的负荷F1适当地分散于下接触部28B。
由此，能够防止所需程度以上的负荷作用于下接触部28B，从而提高上压电元件段12B的耐久性。这样，由于提高了上压电元件段12B的耐久性，因而能够提高层叠压电体10的耐久性。
接下来，根据图7说明上压电元件段12B具有倾斜状的下接触部28B的示例。如图7所示，从电压提供部38向压电元件段12A的内部正电极15和内部负电极16施加电压，并且从电压提供部38向上压电元件段12B的内部正电极15和内部负电极16施加电压。由此，负荷F2从压电元件段12A的中央凸部32作用于上压电元件段12B的下接触部28B。
压电元件段12A的中央凸部32与上压电元件段12B的下接触部28B接触的区域32b被确保为较大。这样，能够使较大的区域32b与下接触部28B的中央（除了角部以外的部位）接触，从而能够使从中央凸部32作用于下接触部28B的负荷F2适当地分散于下接触部28B。
由此，能够防止所需程度以上的负荷作用于下接触部28B，从而提高上压电元件段12B的耐久性。这样，由于提高了上压电元件段12B的耐久性，因而能够提高层叠压电体10的耐久性。
接下来，根据图8～图13，对实施例1的变形例1～变形例4进行说明。在变形例1～变形例4中，对于与实施例1的层叠压电体10相同/类似的结构部件，标注相同的符号并省略说明。在图8～图13中，为了易于理解结构，省略了粘合剂21。
（变形例1）
如图8所示，变形例1的压电元件段60将实施例1的压电陶瓷13的下接触部28A替换为下接触部61，其它的结构与实施例1的压电元件段12A相同。
下接触部61通过以朝下方突出的方式形成为曲面状而在中央具有中央凸部62。中央凸部62是与实施例1的中央凸部32上下对称的部位。通过在下接触部61的中央设置中央凸部62，能够使中央凸部62朝下压电元件段12C的上接触部29C（图1）的中央突出。
中央凸部62是下接触部61以朝下方突出的方式形成为曲面状的部位，且形成为较平坦状。由此，能够确保中央凸部62与下压电元件段12C的上接触部29C（图1）接触的区域62a较大。
（变形例2）
如图9所示，变形例2的压电元件段70将实施例1的压电陶瓷13的上接触部29A替换为上接触部71，其它的结构与实施例1的压电元件段12A相同。
上接触部71通过以朝上方突出的方式形成为大致梯形而在中央具有中央凸部72。中央凸部72具有：左锥体面（锥体面）73，其从上接触部71的左端部71a起朝轴线11形成为上升斜坡；右锥体面（锥体面）74，其从上接触部71的右端部71b起朝轴线11形成为上升斜坡；以及水平状的平坦面75，其形成于左锥体面73的上端部和右锥体面74的上端部之间。
该中央凸部72具有：左交叉部76，其形成于左锥体面73和平坦面75交叉的部位处；以及右交叉部77，其形成于与右锥体面74和平坦面75交叉的部位处。左交叉部76和右交叉部77形成为：交叉角度θ1是钝角。
如图10所示，通过在上接触部71的中央设置中央凸部72，能够使中央凸部72朝上压电元件段12B的下接触部28B突出。该中央凸部72以上接触部71朝上方突出的方式形成为大致梯形，并在顶部具有平坦面75。由此，能够使中央凸部72的平坦面75与下接触部28B的中央接触，并且能够确保与下接触部28B接触的区域较大。
由此，能够使从中央凸部72作用于下接触部28B的中央的负荷F3适当地分散于下接触部28B。因此，能够防止所需程度以上的负荷作用于下接触部28B，从而能够提高上压电元件段12B的耐久性。
如图11所示，考虑在上压电元件段12B中，使下接触部28B形成为倾斜状。在该情况下，压电元件段70的中央凸部72中的左交叉部76与下接触部28B的中央（除了角部以外的部位）接触。左交叉部76的交叉角度θ1（图9）形成为钝角。由此，压电元件段70的中央凸部72与上压电元件段12B的下接触部28B接触的区域72a被确保为较大。
在该状态下，负荷F4从压电元件段70的中央凸部72作用于上压电元件段12B的下接触部28B。由于左交叉部76与下接触部28B的中央（除了角部以外的部位）的较大的区域72a接触，因而能够使从左交叉部76作用于下接触部28B的负荷F4适当地分散于下接触部28B。由此，能够防止所需程度以上的负荷作用于下接触部28B，从而提高上压电元件段12B的耐久性。
此外，如图9所示，通过在压电元件段70的上接触部71设置中央凸部72，使得在研磨（磨削）上接触部71时，即使没有将加工精度提高到所需程度以上，也能够在接触部71使中央凸部72成形。由此，能够提高研磨上接触部71时的成品率，并且能够简化上接触部71的研磨工序（加工工序），从而能够确保压电元件段12A的生产率。
此外，通过使中央凸部72具有左右的锥体面73、74，使得中央凸部72形成为大致梯形。左右的锥体面73、74（即，大致梯形的中央凸部72）是较简单的形状。由此，能够容易地使中央凸部72成形，从而能够更可靠地确保压电元件段70的生产率。
（变形例3）
如图12所示，变形例3的压电元件段80将变形例2的压电元件段70的下接触部78（图9）替换为下接触部81，其它的结构与变形例2的压电元件段70相同。压电元件段70的下接触部78是与实施例1的下接触部28A相同地形成为平坦状的部位。
压电元件段80的下接触部81通过以朝下方突出的方式形成为大致梯形而在中央具有中央凸部82。中央凸部82与变形例2的中央凸部72上下对称。通过在下接触部81的中央设置中央凸部82，能够使中央凸部82朝下压电元件段12C的上接触部29C（图1）的中央突出。
中央凸部82是下接触部81以朝下方突出的方式形成为大致梯形的部位，且形成为较平坦状。由此，与上接触部71的中央凸部72相同地，能够确保中央凸部82与下压电元件段12C的上接触部29C（图1）接触的区域较大。
（变形例4）
如图13所示，变形例4的压电元件段90将实施例1的压电陶瓷13的上接触部29A替换为上接触部91，其它的结构与实施例1的压电元件段12A相同。
上接触部91通过以朝上方突出的方式形成为大致三角形而在中央具有中央凸部92。中央凸部92具有：左锥体面（锥体面）93，其从上接触部91的左端部91a起到轴线11为止形成为上升斜坡；以及右锥体面（锥体面）94，其从上接触部91的右端部91b起到轴线11为止形成为上升斜坡。
该中央凸部92具有在与左锥体面93和右锥体面94交叉的部位形成的交叉部95。交叉部95形成为：交叉角度θ2是钝角。
通过在上接触部91的中央设置中央凸部92，能够使中央凸部92朝上压电元件段12B的下接触部28B（图1）突出。该中央凸部92具有交叉部95，该交叉部95的交叉角度θ2形成为钝角。由此，能够使中央凸部92的交叉部95与下接触部28B的中央接触，并且能够确保与下接触部28B接触的区域较大。
由此，能够使从中央凸部92（具体而言，交叉部95）作用于下接触部28B的中央的负荷适当地分散于下接触部28B。因此，能够防止所需程度以上的负荷作用于下接触部28B，从而提高上压电元件段12B的耐久性。
即使在上压电元件段12B的下接触部28B形成为倾斜状的情况下，交叉部95也与下接触部28B的中央接触。交叉部95形成为交叉角度θ2是钝角。由此，交叉部95与上压电元件段12B的下接触部28B接触的区域被确保为较大。
因此，能够使从交叉部95作用于下接触部28B的负荷适当地分散于下接触部28B。由此，能够防止所需程度以上的负荷作用于下接触部28B，从而提高上压电元件段12B的耐久性。
此外，通过在压电元件段90的上接触部91设置中央凸部92，使得在研磨（磨削）上接触部91时，即使没有将加工精度提高到所需程度以上，也能够在上接触部91使中央凸部92成形。由此，能够提高研磨（磨削）上接触部91时的成品率，并且能够简化上接触部91的研磨工序（加工工序），从而能够确保压电元件段12A的生产率。
此外，通过在中央凸部92具有左右的锥体面93、94，使得中央凸部92形成为大致三角形。左右的锥体面93、94（即，大致三角形的中央凸部92）是较简单的形状。由此，能够容易地使中央凸部92成形，从而能够更可靠地确保压电元件段90的生产率。
实施例2
接下来，根据图14，对实施例2的层叠压电体100进行说明。在实施例2中，对于与实施例1的层叠压电体10相同/类似的结构部件，标注相同的符号并省略说明。
如图14所示，层叠压电体100是实施例1的层叠压电体10被收纳于引导部件101且层叠压电体10由上下的固定部件102、103支持的结构，其它的结构与层叠压电体10相同。
实施例2的层叠压电体100被收纳于引导部件101。引导部件101是能够允许外部正电极17和外部负电极18以及压电元件段12的前后的侧壁26、27（图3）沿着轴线11方向移动的部件。
引导部件101是能够阻止外部正电极17和外部负电极18以及前后的侧壁26、27沿着与轴线11交叉的方向移动的部件。因此，能够利用引导部件101阻止多个压电元件段12沿着与轴线11交叉的方向移动。由此，能够将层叠的多个压电元件段12更好地保持在层叠压电体100的轴线11上，从而能够更适当地提高层叠压电体100的可靠性。
本发明的层叠压电体不限于所述的实施例而能够适当进行变更、改良等。例如，在上述实施例1和实施例2中，说明了上接触部29A形成为曲面状而在上接触部29A具有中央凸部32的示例，但是不限于此，也可以使上接触部形成为球面状。
此外，在上述实施例1和实施例2中，说明了在1个压电元件段12中具有一对内部电极15、16的示例，但是不限于此，也可以在1个压电元件段12中具有多对内部电极。多对内部电极是指具有多个一对内部电极。例如，两对内部电极具有两个一对内部电极。
此外，在所述实施例1和实施例2中，说明了使内部正电极15与外部正电极17直接连接的示例，但是，也可以在右侧壁25设置导电性的中间材料，使内部正电极15和外部正电极17经由中间材料相连接。通过在右侧壁25和外部正电极17间设置中间材料，由此能够利用中间材料来吸收右侧壁25（压电陶瓷13）和外部正电极17之间的线性膨胀系数差。
同样，说明了使内部负电极16与外部负电极18直接连接的示例，但是，也可以在左侧壁24设置导电性的中间材料，使内部负电极16与外部负电极18经由中间材料相连接。通过在左侧壁24和外部负电极18间设置中间材料，由此能够利用中间材料吸收左侧壁24（压电陶瓷13）和外部负电极18之间的线性膨胀系数差。
在实施例1和实施例2中示出的层叠压电体、压电元件段、压电陶瓷、内部正电极、内部负电极、粘合剂、下接触部、上接触部、中央凸部、曲面和左右的锥体面等的形状和结构仅是示例，可以不限于此而适当进行变更。
产业上的可利用性
本发明优选适用于这样的层叠压电体：其具有多个在压电陶瓷的内部设置有内部电极的压电元件段，并由多个压电元件段层叠而成。
标号说明
10、100…层叠压电体，12、12A、60、70、80、90…压电元件段，12B…上压电元件段，12C…下压电元件段，13…压电陶瓷，15…内部正电极（一对内部电极中的一个内部电极），16…内部负电极（一对内部电极中的另一个内部电极），21…粘合剂，28，28B…下接触部（另一方的接触部），29、29A、71、91…上接触部（一方的接触部），32、62、72、82、92…中央凸部，33…曲面，73、93…左锥体面（锥体面），74、94…右锥体面（锥体面）。

Claims (3)

1.一种层叠压电体，该层叠压电体由层叠的多个压电元件段构成，其特征在于，
所述多个压电元件段中的每一个压电元件段具有：
压电陶瓷；以及
至少一对内部电极，它们在所述压电陶瓷的内部间隔开地设置，
所述内部电极沿着所述多个压电元件段的层叠方向间隔开地排列，并且与所述多个压电元件段的层叠方向垂直地排列，
所述多个压电元件段具有与相邻的压电元件段相互接触的接触部，
所述相邻的所述压电元件段中的至少一方的接触部在中央具有朝另一方的接触部突出的中央凸部。
2.根据权利要求1所述的层叠压电体，其中，
所述中央凸部具有曲面或锥体面。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的层叠压电体，其中，
所述一方的接触部与所述另一方的接触部利用粘合剂相接合。
CN2012800079525A 2011-04-05 2012-02-16 层叠压电体 Pending CN103370804A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011083763 2011-04-05
JP2011-083763 2011-04-05
PCT/JP2012/053624 WO2012137542A1 (ja) 2011-04-05 2012-02-16 積層圧電体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103370804A true CN103370804A (zh) 2013-10-23

Family

ID=46968946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012800079525A Pending CN103370804A (zh) 2011-04-05 2012-02-16 层叠压电体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130342080A1 (zh)
EP (1) EP2696382B1 (zh)
JP (1) JP5487361B2 (zh)
CN (1) CN103370804A (zh)
WO (1) WO2012137542A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643753A (zh) * 2016-06-02 2019-04-16 Tdk电子股份有限公司 用于制造多个压电多层器件的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019201650A1 (de) * 2019-02-08 2020-08-13 Pi Ceramic Gmbh Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Stapelaktors und piezoelektrischer Stapelaktor, vorzugsweise hergestellt nach dem Verfahren

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0242456U (zh) * 1988-09-16 1990-03-23
JPH08250777A (ja) * 1995-03-10 1996-09-27 Chichibu Onoda Cement Corp 連結積層型圧電アクチュエータ素子
JP2004297043A (ja) * 2003-03-13 2004-10-21 Denso Corp 積層型圧電体素子
CN1838442A (zh) * 2005-03-24 2006-09-27 日本特殊陶业株式会社 多层压电元件、具有该压电元件的燃料喷射器以及压电元件的生产方法
EP2043171A2 (de) * 2007-09-27 2009-04-01 Robert Bosch GmbH Piezoaktormodul mit mehreren untereinander verbundenen Piezoaktoren und ein Verfahren zu dessen Herstellung

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3378704A (en) * 1966-01-05 1968-04-16 Bourns Inc Piezoelectric multilayer device
US3816774A (en) * 1972-01-28 1974-06-11 Victor Company Of Japan Curved piezoelectric elements
JPS61206281A (ja) * 1985-03-08 1986-09-12 Toshiba Corp 圧電変位素子
JPH02261072A (ja) * 1989-03-30 1990-10-23 Shizuoka Univ 圧電アクチュエータ
FR2655803B1 (fr) * 1989-12-07 1992-01-31 France Etat Armement Procedes pour augmenter la puissance des transducteurs electro-acoustiques a basse frequence et transducteurs correspondants.
JPH03270085A (ja) * 1990-03-19 1991-12-02 Brother Ind Ltd 積層圧電アクチュエータ素子
JPH07135349A (ja) * 1993-06-30 1995-05-23 Murata Mfg Co Ltd 積層型圧電体素子及びその製造方法
JPH0738168A (ja) * 1993-07-16 1995-02-07 Murata Mfg Co Ltd 積層型圧電体素子
JP2850718B2 (ja) * 1993-09-30 1999-01-27 日本電気株式会社 圧電アクチュエータの製造方法
JPH09254382A (ja) * 1996-03-19 1997-09-30 Fujitsu Ltd 圧電素子及びその製造方法、並びにインクジェットプリンタヘッド及びその製造方法
US6111967A (en) * 1997-05-09 2000-08-29 Face, Jr.; Samuel A Multi-segmented high deformation piezoelectric array
US5945770A (en) * 1997-08-20 1999-08-31 Acuson Corporation Multilayer ultrasound transducer and the method of manufacture thereof
US6222304B1 (en) * 1999-07-28 2001-04-24 The Charles Stark Draper Laboratory Micro-shell transducer
US6349141B1 (en) * 2000-03-03 2002-02-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Dual bi-laminate polymer audio transducer
KR100401808B1 (ko) * 2001-11-28 2003-10-17 학교법인 건국대학교 전기작동 재료층과 섬유복합 재료층으로 구성된 곡면형 작동기
JP2003324223A (ja) * 2002-05-01 2003-11-14 Denso Corp 積層型圧電体素子
JP4593909B2 (ja) 2003-12-17 2010-12-08 京セラ株式会社 積層型圧電素子および噴射装置
JP2010199271A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Kyocera Corp 積層型圧電素子およびその製法ならびに振動体
DE102009043251A1 (de) * 2009-07-27 2011-02-03 Siemens Aktiengesellschaft Biegevorrichtung zum Verbiegen eines piezoelektrischen Biegeelements, piezoelektrischer Energiewandler zum Umwandeln mechanischer Energie in elektrische Energie mit Hilfe der Biegevorrichtung und Verfahren zum Umwandeln der mechanischen Energie in elektrische Energie
US7911113B1 (en) * 2009-09-02 2011-03-22 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive element and method of manufacturing piezoelectric/electrostrictive element
DE102010047302B3 (de) * 2010-10-01 2012-03-29 Epcos Ag Piezoelektrisches Vielschichtbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0242456U (zh) * 1988-09-16 1990-03-23
JPH08250777A (ja) * 1995-03-10 1996-09-27 Chichibu Onoda Cement Corp 連結積層型圧電アクチュエータ素子
JP2004297043A (ja) * 2003-03-13 2004-10-21 Denso Corp 積層型圧電体素子
CN1838442A (zh) * 2005-03-24 2006-09-27 日本特殊陶业株式会社 多层压电元件、具有该压电元件的燃料喷射器以及压电元件的生产方法
EP2043171A2 (de) * 2007-09-27 2009-04-01 Robert Bosch GmbH Piezoaktormodul mit mehreren untereinander verbundenen Piezoaktoren und ein Verfahren zu dessen Herstellung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643753A (zh) * 2016-06-02 2019-04-16 Tdk电子股份有限公司 用于制造多个压电多层器件的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20130342080A1 (en) 2013-12-26
EP2696382A4 (en) 2014-10-08
EP2696382A1 (en) 2014-02-12
WO2012137542A1 (ja) 2012-10-11
JPWO2012137542A1 (ja) 2014-07-28
EP2696382B1 (en) 2015-10-07
JP5487361B2 (ja) 2014-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7861388B2 (en) Method of manufacturing a cell driving type piezoelectric/electrostrictive actuator
EP2798680B1 (en) Cost-effective single crystal multi-stake actuator and method of manufacture
US9935253B2 (en) Ceramic device and piezoelectric device
JP2010519749A (ja) ピエゾ積層体およびピエゾ積層体の製造方法
JP2020123664A (ja) 積層型圧電素子
CN103370804A (zh) 层叠压电体
JP5260327B2 (ja) 圧電アクチュエータの製造方法及び圧電アクチュエータ
US20200122389A1 (en) Rotating relative recoater and part orientation
JP4397320B2 (ja) ワイヤーソー加工装置、及びワイヤーソー加工方法
JP4655493B2 (ja) 圧電素子、圧電アクチュエータ並びに圧電素子及び圧電アクチュエータの製造方法
JPH07106656A (ja) 圧電アクチュエータ及びその製造方法
CN105939131A (zh) 压电驱动装置以及机器人
JP2010093037A (ja) 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
JP4782413B2 (ja) 圧電／電歪体、圧電／電歪積層体、及び圧電／電歪膜型アクチュエータ
JP2008078640A (ja) 積層型圧電素子
TWI687948B (zh) 切割用刀片及利用其之切割裝置
JP5561247B2 (ja) 圧電素子
JP2003158310A (ja) セラミック積層体の製造方法
JP5701397B2 (ja) 積層型圧電素子およびこれを備えた圧電アクチュエータ、噴射装置、燃料噴射システム
JP6927848B2 (ja) 圧電アクチュエータ
JP2017168641A (ja) 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法
JP6898167B2 (ja) 積層型圧電素子
JP2007256189A (ja) 液絡部材、参照電極、ｐＨ計、及び貫通孔を有するガラス部材
US9679945B2 (en) Semiconductor memory device and method for manufacturing the same
RU2279156C1 (ru) Монолитный пьезоэлектрический исполнительный элемент

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20131023