Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektrischen Antrieb
vom Stapeltyp bzw. Laminattyp.
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Kürzlich wurde der piezoelektrische Antrieb zur Anwendung
gebracht als ein Mikroverstellsteuerelement, ein pulsgetriebener
Motor, ein Ultraschallmotor in verschiedentlichen Bereichen wie
Servosteuersystemen in optischen System,
Mikrobearbeitungssystemen, Präzisionsbearbeitungssystemen, Kraftfahrzeugen
(Bremsen, Motorventilen, Aufhängungen und anderen) und dergleichen.
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Ein piezoelektrischer Antrieb des aufgestapelten Typs umfaßt
einen im allgemeinen rechteckigen Stapelkörper bzw.
Laminatkörper mit gegenüberliegenden ersten und zweiten
Außenseitenoberflächen sowie ersten und zweiten externen Elektroden, die
jeweils auf den ersten und zweiten äußeren Seitenoberflächen
gebildet sind. Der Stapelkörper umfaßt eine Vielzahl rechteckiger
piezoelektrischer Keramikplatten oder -schichten sowie eine
Vielzahl von inneren Elektrodenschichten, die alternierend
übereinander in einer ersten oder Stapelrichtung unter Bildung
eines Stapelkörpers gestapelt bzw. laminiert sind. Die
wechselweise gebildeten Elektrodenschichten in Stapelrichtung sind mit
der ersten externen Elektrode Verbunden, wohingegen die übrigen
alternierend gebildeten internen Elektrodenschichten mit der
zweiten externen Elektrode verbunden sind.
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Im Gebrauch wird eine elektrische Spannung entlang der externen
Elektroden angelegt. Benachbarte Elektrodenschichten, die eine
bestimmte der piezoelektrischen Keramikschichten dazwischen
einlagern, dienen als wechselseitige Gegenelektroden zum
Anlegen eines elektrischen Feldes an die einzelne piezoelektrische
Keramikschicht. Somit wird diese besondere piezoelektrische
Keramikschicht und deshalb der Stapelkörper in Antwort auf das
Anlegen der elektrischen Spannung entlang der externen
Elektroden versetzt. Es ist notwendig, für elektrische Isolierung
zwischen den zwei benachbarten internen Elektrodenschichten zu
sorgen, während die zwei internen Elektrodenschichten jeweils
mit den ersten bzw. zweiten externen Elektroden verbunden sind.
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Ein erster herkömmlicher piezoelektrischer Antrieb vom
aufgestapelten Typ besitzt dabei eine innere Elektrodenstruktur, wo
alternierende innere Elektrodenschichten sich im Stapelkörper
so erstrecken, daß sie nur an der ersten Außenseitenoberfläche
des Stapelkörpers nach außen treten und mit der ersten äußeren
Elektrode auf der ersten Außenseitenoberfläche verbunden sind.
Während die verbleibenden alternierenden inneren
Elektrodenschichten sich ebenso im Stapelkörper so erstrecken, daß sie an
der zweiten Außenseitenoberfläche des Stapelkörpers nach außen
treten und mit der zweiten äußeren Elektrode auf der zweiten
Außenseitenoberfläche verbunden sind.
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In dem ersten herkömmlichen piezoelektrischen Antrieb vom
Stapeltyp ist es möglich, elektrische Isolierung zwischen den
benachbarten zwei inneren Elektrodenschichten sicherzustellen,
während die benachbarten zwei inneren Elektrodenschichten
jeweils mit den ersten bzw. zweiten Außenelektroden verbunden
sind. Ferner ist es möglich, einen kleineren Abstand zwischen
den benachbarten inneren Elektrodenschichten im Stapelkörper
anzunehmen. Das heißt, es ist möglich, die Dicke von allen
piezoelektrischen Keramikschichten zu verringern.
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Jede der piezoelektrischen Keramikschichten besitzt jedoch eine
C-förmige Streifenfläche, die mit keiner, auf ihrer Oberfläche
gebildeten inneren Elektrodenschicht überdeckt ist. Der C-
förmige Streifen erstreckt sich entlang drei äußeren
Seitenoberflächen mit Ausnahme der ersten und zweiten Außenseitenoberfläche
des Stapelkörpers. Deshalb wird der C-förmige
Streifenbereich jeder der piezoelektrischen Keramikschichten
nicht mit einem elektrischen Feld versorgt, selbst wenn die
elektrische Spannung zwischen den externen Elektroden angelegt
wird. Folglich weist der Stapelkörper Bereiche auf, die nicht
versetzt werden, insbesondere bei zwei sich gegenüberliegenden,
benachbarten Seitenoberflächen, die von den ersten und zweiten
Außenseitenoberflächen des Stapelkörpers verschieden sind.
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Deshalb konzentriert sich an den peripheren Bereichen der
inneren Elektrodenschichten eine Spannung infolge der Versetzung
des Stapelkörpers, der in Antwort auf das Anlegen der
elektrischen Spannung verursacht wird. Im Ergebnis wird die Versetzung
des Körpers gedämpft und es tritt häufig irgendein mechanischer
Schaden an den spannungskonzentrierten Bereichen auf.
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Um dieses Problem zu lösen besitzt ein zweiter herkömmlicher
piezoelektrischer Antrieb vom aufgestapelten Typ eine andere
innere Elektrodenstruktur. In dieser Struktur erstrecken sich
alle inneren Elektrodenschichten im Stapelkörper so, daß sie an
allen äußeren Seitenoberflächen des Stapelkörpers,
einschließlich der ersten und zweiten Außenseitenoberflächen,
hervortreten. Jede der inneren Elektrodenschichten überdeckt die gesamte
Oberfläche der benachbarten piezoelektrischen Keramikschicht.
Deshalb wird jede der piezoelektrischen Keramikschichten und
somit der Stapelkörper im Ganzen versetzt, wenn die elektrische
Spannung an den Stapelkörper angelegt wird.
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Es ist für den Stapelkörper jedoch erforderlich,
Schutzisolierfilme auf den ersten und zweiten äußeren Oberflächen zu
besitzen, um die wechselseitigen inneren Elektrodenschichten
gegenüber der auf der zweiten äußeren Oberfläche gebildeten zweiten
Außenelektrode elektrisch zu isolieren und um ebenso die
verbleibenden wechselseitigen inneren Elektrodenschichten
gegenüber der auf der ersten Außenseitenoberfläche gebildeten ersten
Außenelektrode zu isolieren. Dies führt zu einem Problem, das
ein Antrieb dünnen Typs schwierig herzustellen ist. Dies liegt
daran, daß es unmöglich ist, einen schützenden Isolierfilm in
dem Fall zu bilden, wo der Abstand zwischen benachbarten
inneren Elektrodenschichten weniger als 60 um beträgt.
Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen
piezoelektrischen Antrieb vom Stapeltyp bzw. Laminattyp zur Verfügung zu
stellen, welcher es gestattet, den Abstand zwischen
benachbarten inneren Elektroden auf so wenig wie möglich zu reduzieren,
ohne daß innere Spannung erzeugt wird oder sich konzentriert.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektrischen Antrieb
vom aufgestapelten Typ, der einen im wesentlichen rechteckigen
Laminatkörper aufweist, mit ersten, zweiten, dritten und
vierten Außenseitenoberflächen mit einer in einer ersten Richtung
vorliegenden Parallelität, wobei die ersten und dritten
Außenseitenoberflächen jeweils parallel mit den zweiten bzw. vierten
Außenseitenoberflächen verlaufen, und mit ersten und zweiten
Außenelektroden, die senkrecht zur ersten Richtung in einer
zweiten Richtung auf den jeweils sich gegenüberliegenden ersten
und zweiten Außenseitenoberflächen gebildet sind, wobei der
Laminatkörper eine Vielzahl von im allgemeinen rechteckigen
piezoelektrischen Keramikschichten sowie eine Vielzahl von im
allgemeinen inneren Elektrodenschichten umfaßt, die alternierend
in der ersten Richtung gestapelt sind, wobei eine erste
Elektrodengruppe von alternierenden inneren Elektrodenschichten in
der ersten Richtung mit den ersten Außenelektroden verbunden
ist, wohingegen eine zweite Elektrodengruppe der übrigen
alternierenden inneren Elektrodenschichten mit der zweiten
Außenelektrode verbunden ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung
erstreckt sich jede der inneren Elektrodenschichten der ersten
Elektrodengruppe so, daß sie an den ersten und dritten Außenseitenoberflächen
exponiert sind, sich jedoch nicht bis zu den
zweiten und vierten Außenoberflächen erstrecken, und jede der
inneren Elektrodenschichten der zweiten Elektrodengruppe
erstreckt sich bis auf die zweiten und vierten
Außenseitenoberflächen, erstrecken sich jedoch nicht bis zu den ersten und
dritten Außenseitenoberflächen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1A und Fig. 1B sind Skizzenansichten, die Muster der
inneren Elektrodenschichten in einem ersten herkömmlichen Beispiel
eines piezoelektrischen Antriebs vom aufgestapelten Typ
veranschaulichen;
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Fig. 1C ist eine Querschnitts-Skizzenansicht des ersten
herkömmlichen piezoelektrischen Antriebs vom aufgestapelten Typ
mit einer Struktur, wo die inneren Elektrodenschichten mit den
in Fig. 1A und 1B gezeigten Mustern gestapelt sind;
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Fig. 1D ist eine Längsschnittansicht des piezoelektrischen
Antriebs vom Stapeltyp von 1C;
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Fig. 2A ist eine Querschnitts-Skizzenansicht eines zweiten
herkömmlichen Beispiels eines piezoelektrischen Antriebs vom
aufgestapelten Typ;
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Fig. 2B ist eine Längsquerschnittansicht des zweiten
herkömmlichen piezoelektrischen Antriebs vom aufgestapelten Typ der Fig.
2A;
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Fig. 3A ist eine Ansicht, die ein Muster einer Art innerer
Elektrodenschichten in einem piezoelektrischen Antrieb vom
aufgestapelten Typ gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
veranschaulicht;
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Fig. 3B ist eine Ansicht, die ein Muster einer anderen Art von
inneren Elektrodenschichten im piezoelektrischen Antrieb vom
aufgestapelten Typ gemäß dieser Ausführungsform
veranschaulicht;
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Fig. 3C ist eine Querschnitts-Skizzenansicht des
piezoelektrischen Antriebs vom aufgestapelten Typ mit einer Struktur, wo
innere Elektrodenschichten mit in Fig. 3A und 3B gezeigten
Mustern aufeinander gestapelt sind; und
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Fig. 3D ist eine Längsschnittansicht des piezoelektrischen
Antriebs vom aufgestapelten Typ der Fig. 3C.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Vor der Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden die herkömmlichen Beispiele des
piezoelektrischen Antriebs vom aufgestapelten Typ unter Bezugnahme auf die
Fig. 1A bis 2B beschrieben, um das bessere Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu erleichtern.
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Auf Fig. 1A bis 1D bezugnehmend besitzt der dort gezeigte
erste herkömmliche piezoelektrische Antrieb vom aufgestapelten
Typ 60 eine Vielzahl von rechteckigen piezoelektrischen
Keramikschichten 52 sowie eine Vielzahl von rechteckigen inneren
Elektrodenschichten 51, die unter Bildung eines rechteckigen
Stapel- bzw. Laminatkörpers 67 alternierend gestapelt bzw.
laminiert sind. Der Stapelkörper 67 ist an dessen
gegenüberliegenden Außenseitenoberflächen mit zwei Außenelektroden
ausgestattet. Die inneren Elektrodenschichten 51 sind alternierend
mit jeweils zwei externen Elektroden 53 verbunden.
Führungsdrähte 54 sind mit den jeweiligen externen Elektroden 53
elektrisch verbunden, um eine elektrische Spannung an den
piezoelektrischen Antrieb für den Betrieb des piezoelektrischen
Antriebs anzulegen.
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Im einzelnen besitzen die inneren Elektrodenschichten 51
entweder die eine oder die andere Art der in den Fig. 1A und 1B
gezeigten Elektrodenmuster und sind in der Stapelrichtung durch
die piezoelektrischen Keramikschichten 52, die zwischen
benachbarten inneren Elektrodenschichten liegen, gestapelt, so daß
die Innenelektrodenmuster der Fig. 1A und 1B alternierend in
der Stapelrichtung angeordnet sind. Somit sind die Innenelektrodenschichten
51 alternierend an den jeweiligen
gegenüberliegenden Außenseitenoberflächen des Stapelkörpers 67 exponiert.
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Die Außenelektroden 53 sind gebildet, um sich vertikal auf den
gegenüberliegenden Außenseitenoberflächen zu erstrecken. Im
Ergebnis sind die Innenelektrodenschichten 51 alternierend mit
den jeweiligen Außenelektroden verbunden. Auf der anderen Seite
ist jede der Innenelektroden verkürzt und an den drei
Außenseitenoberflächen des Stapelkörpers 67 nicht exponiert, die sich
von der Seitenoberfläche unterscheiden, auf der die
entsprechende Außenelektrode gebildet ist. Mit anderen Worten besitzt
jede der piezoelektrischen Keramikschichten 52 einen sich an
die drei Außenseitenoberflächen erstreckenden C-förmigen
Streifen 56, der von keinem der benachbarten
Innenelektrodenschichten 51 bedeckt ist.
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Der erste herkömmliche piezoelektrische Antrieb vom
aufgestapelten Typ besitzt die in der Einleitung geschilderten
Probleme.
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Bezugnehmend auf die Fig. 2A-2B besitzt ein zweiter
herkömmlicher piezoelektrischer Antrieb vom aufgestapelten Typ 50 eine
Vielzahl von rechteckigen piezoelektrischen Keramikschichten 52
sowie eine Vielzahl von rechteckigen Innenelektrodenschichten
51, die unter Bildung eines Stapel- bzw. Laminatkörpers 57
laminiert sind. Zwei Außenelektroden sind ebenso auf
gegenüberliegenden Außenseitenoberflächen des Stapelkörpers 57 gebildet.
Die Innenelektrodenschichten sind ebenso alternierend mit
jeweils zwei Außenelektroden 53 verbunden. Führungsdrähte 54 sind
elektrisch mit den jeweiligen Außenelektroden 53 verbunden zum
Anlegen der elektrischen Spannung an den piezoelektrischen
Antrieb.
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In dem zweiten herkömmlichen piezoelektrischen Antrieb vom
aufgestapelten Typ 50 ist jede der Innenelektrodenschichten über
die gesamte Fläche des Querschnitts des Stapelkörpers gebildet.
Bevor Außenelektroden 53 auf gegenüberliegenden
Außenseitenoberflächen des Stapelkörpers gebildet sind, um sich
vertikal entlang gegenüberliegenden Seitenkanten der
aufgeschichteten Innenelektrodenschichten zu erstrecken, werden
Schutzisolierfilme 55 alternierend auf den gegenüberliegenden
Seitenoberflächen gebildet, um die Kanten der darunter exponierten
Innenelektrodenschichten zu überdecken. Dadurch sind
benachbarte Innenelektrodenschichten 51 alternierend mit den
entsprechenden der jeweiligen Außenelektroden 53 verbunden und bilden
dadurch wechselseitige Gegenelektroden im Stapelkörper 57. Auf
der anderen Seite sind benachbarte Innenelektrodenschichten 51
durch die Schutzisolierfilme 55 elektrisch isoliert gegenüber
den nicht passenden jeweiligen Außenelektroden 53. Die
Schutzisolierfilme 55 werden gewöhnlich durch das Elektrophorese- oder
das Druckverfahren gebildet.
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Der zweite herkömmliche piezoelektrische Antrieb vom
aufgestapelten Typ besitzt die in der Einleitung geschilderten
Probleme.
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Nun wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die Fig. 3A-3D beschrieben. Der
piezoelektrische Antrieb vom aufgestapelten Typ 10 gemäß der dort gezeigten
Ausführungsform umfaßt einen rechteckigen Stapelkörper 7 mit
ersten bis vierten Außenseitenoberflächen 11, 12, 13, 14 und
ersten und zweiten Außenelektroden 3, die auf den ersten und
zweiten sich gegenüberliegenden Außenseitenflächen gebildet
sind. Der Stapelkörper 7 umfaßt ebenso eine Vielzahl von
rechteckigen piezoelektrischen Keramikplatten oder Schichten 2 sowie
eine Vielzahl von rechteckigen Inneren Elektrodenschichten 1,
die alternierend übereinander in einer ersten oder
Stapelrichtung unter Bildung des Stapelkörpers aufgestapelt sind. Die
Innenelektrodenschichten 1 sind alternierend mit jeweils den
ersten und zweiten Elektroden 3 verbunden.
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Die Innenelektrodenschichten 1 besitzen die jeweils eine oder
andere Art der zwei unterschiedlichen Elektrodenmuster in bezug
auf benachbarte piezoelektrische Keramikschichten 2, wie in den
jeweiligen Fig. 3A und 3B gezeigt. Im einzelnen bedeckt die
Innenelektrodenschicht 1 mit dem in Fig. 3A gezeigten
Elektrodenmuster fast die gesamte Oberfläche der rechteckigen
piezoelektrischen Keramikschicht 2 mit Ausnahme einer L-förmigen
Streifenfläche 6, die entlang zweier benachbarter Seiten 12, 14
des Rechtecks sich erstreckt. Mit anderen Worten erstreckt sich
die Innenelektrodenschicht 1 zum Erreichen der benachbarten
ersten und dritten Seitenkanten 11, 13, ist jedoch gegenüber den
verbleibenden zweiten und vierten Seitenkanten 12, 14 der
rechteckigen Keramikplatte 2 verkürzt. Es ist anzumerken, daß
die ersten und dritten Seiten jeweils parallel zu den jeweils
zweiten und vierten Seiten des Rechtecks liegen.
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Auf der anderen Seite ist die Innenelektrodenschicht 1 mit dem
anderen, in Fig. 3B gezeigten Muster ähnlich wie diejenigen in
Fig. 3A, ist jedoch um einen Winkel von 180º gegenüber der in
Fig. 3A gezeigten versetzt. Das heißt, die in Fig. 3B gezeigte
Innenelektrodenschicht 1 erstreckt sich bis zum Erreichen der
zweiten und vierten Seitenkanten 12, 14, die zueinander
benachbart sind, sind jedoch gegenüber den verbleibenden ersten und
dritten Seitenkanten 11, 13 der rechteckigen Keramikplatte 2
verkürzt.
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Die Innenelektrodenschichten 1 sind durch die piezoelektrischen
Keramikschichten 2 zwischen benachbarten
Innenelektrodenschichten in der Stapelrichtung aufgestapelt, so daß die
Elektrodenmuster der Fig. 3A und 3B alternierend in der Stapelrichtung
angeordnet sind. Es wird angemerkt, daß die ersten bis vierten
Seitenkanten der rechteckigen piezoelektrischen
Keramikschichten an den jeweiligen ersten bis vierten Außenseitenoberflächen
des Stapelkörpers 7 ausgebildet sind. Somit besitzen eine erste
Gruppe von alternierenden Innenelektrodenschichten 1 das in
Fig. 3A gezeigte Elektrodenmuster und sind an den ersten und
dritten Außenseitenoberflächen des Stapelkörpers 7 exponiert,
sind jedoch aufgrund des L-förmigen Streifenbereichs 6 an den
zweiten und vierten Außenseitenoberflächen nicht exponiert.
Andererseits besitzt eine zweite Gruppe der verbleibenden
alternierenden Innenelektrodenschichten das in Fig. 3B gezeigte
Elektrodenmuster und sind an den zweiten und vierten
Außenseitenoberflächen des Stapelkörpers 7 exponiert, sind jedoch
aufgrund des L-förmigen Streifenbereichs 6 an den ersten und
dritten Außenseitenoberflächen nicht exponiert.
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Die ersten und zweiten Außenelektroden 3 sind so gebildet, daß
sie sich an den gegenüberliegenden Außenseitenoberflächen wie
an den ersten und zweiten Außenseitenoberflächen des
Stapelkörpers 7 erstrecken. Im Ergebnis sind die ersten und zweiten
Außenelektroden jeweils mit der ersten Gruppe der
Innenelektrodenschichten 1 und der zweiten Gruppe der
Innenelektrodenschichten 1 verbunden.
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Wenn elektrische Spannung entlang der ersten und zweiten
Außenelektroden 3 angelegt wird, wird an jede piezoelektrische
Keramikschicht 2 ein elektrisches Feld durch zwei benachbarte
Innenelektrodenschichten 1 appliziert und wird an fast allen
Bereichen versetzt. Deshalb ist es vermeidbar, eine Spannung an
bestimmten Bereichen der piezoelektrischen Keramikschichten 2
zu konzentrieren. Für gewöhnlich werden Führungsleitungen 4 an
die Außenelektroden 3 zum Anlegen der elektrischen Spannung an
den Antrieb verbunden.
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Nun folgt eine Beschreibung eines Beispiels des
piezoelektrischen Antriebs vom aufgestapelten Typ gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Unter Verwendung einer piezoelektrischen Keramik aus Blei-
Zirconiumoxid-Titanat (PZT) und Silber-Paladium-Legierung
wurden Proben des in den Fig. 3A-3D gezeigten piezoelektrischen
Antriebs vom aufgestapelten Typ 10 hergestellt, wobei jede
Probe einen Querschnitt von 5 · 5 mm und eine Längsausdehnung von 5 mm
aufwies. Eine Vielzahl von PZT-Keramikplatten mit 5 · 5 mm wurden
hergestellt und individuell mit einer Innenelektrodenschicht 1
auf der gesamten Oberfläche darauf gebildet, wie in den Fig.
3A und 3B gezeigt, wohingegen verbleibende Bereiche 6 an zwei
benachbarten Seitenkanten ohne Innenelektrodenschicht
verblieben. Jede der Bereiche wies eine Fläche von 0,5 · 5 mm auf. Die
PZT-Keramikplatten mit dieser Innenelektrodenschicht wurden
übereinander wie in Fig. 3D zur Bildung eines Stapelkörpers 7
mit einer zwischen zwei benachbarten Innenelektrodenschichten
gelassenen Abstand von 50 um gestapelt. Dann wurden
Außenelektroden auf gegenüberliegenden Seitenoberflächen des
Stapelkörpers 7 gebildet, so daß die Innenelektrodenschichten 1
alternierend damit bei jeder der Seitenoberflächen verbunden waren.
Dann wurden Führungsdrähte 4 an den Außenelektroden 3
angebracht. So wurde der piezoelektrische Antrieb vom
aufgestapelten Typ fertiggestellt.
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An eine Vielzahl von Proben des fertiggestellten
piezoelektrischen Antriebs vom aufgestapelten Typ 10 wurden 150 Volt
Gleichstrom (DC) unter Atmosphäre mit einer Temperatur von 40ºC
und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90% angelegt, und es
wurde die Zeit bis zur Untauglichkeit gemessen, bis sie einen
dielektrischen Zusammenbruch erlitten und unter Erhalt der
mittleren Zeit bis zur Untauglichkeit (MTTF) berechnet wurden.
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Zum Vergleich wurde eine ähnliche Messung für piezoelektrische
Antriebe vom aufgestapelten Typ mit einer wie in den Fig.
1A-1D gezeigten herkömmlichen Innenelektrodenschichtstruktur
durchgeführt, wo die Innenelektrodenschichten nur an den Seitenoberflächen,
an denen Außenelektroden gebildet sind,
exponiert sind.
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Für zehn Testproben gemessenen Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Gegenstand MTTF (Stunden)
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Antriebsvorrichtung der
Erfindung 70
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Herkömmlicher Antrieb 75
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Aus der obigen Tabelle 1 wird ersichtlich, daß der Antrieb
gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegenüber
dem herkömmlichen Antrieb im Hinblick auf die Haltbarkeit
deutlich überlegen ist.
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Zum Herstellen des piezoelektrischen Antriebs vom
aufgestapelten Typ gemäß der Vorliegenden Erfindung braucht nicht gesagt
zu werden, daß ein bekanntes Verfahren unter Verwendung von
Grünplatten aus Keramik angewandt werden kann, wobei
Grünplatten eines geeigneten Keramikmaterials hergestellt werden können
und durch die Druckmethode auf einer Elektrodenschicht gebildet
werden können. Die Grünplatten werden aufeinander gestapelt und
einem Brennen oder Sintern unterworfen, um den Stapel zu
Bilden.
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Wie oben beschrieben, weist der piezoelektrische Antrieb vom
aufgestapelten Typ gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung eine Vielzahl von Innenelektrodenschichten mit zwei
verschiedenen, jeweils alternierend aufgestapelten Mustern auf,
so daß eine erste Gruppe von wechselseitigen inneren
Elektrodenschichten 1 an den benachbarten zwei Außenseitenoberflächen
exponiert sind, jedoch nicht an den anderen Außenseitenoberflächen
exponiert sind. Eine zweite Gruppe der verbleibenden
alternierenden Innenelektrodenschichten sind an den anderen
Seitenoberflächen, jedoch nicht an den benachbarten zweiten
Außenseitenoberflächen exponiert. Dies erlaubt eine leichtere
Reduzierung des Abstands zwischen den Elektroden und ist
hinsichtlich der Konzentration der inneren Spannung stark verbessert
aufgrund der Verlängerung des Stapelkörpers in Antwort auf die
daran angelegte elektrische Spannung.
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Im Antrieb gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
kann jede der Innenelektrodenschichten 1 über fast die gesamte
Fläche des Körpers gebildet werden. Ferner sind benachbarte
Innenelektrodenschichten 1 in unterschiedlichen Mustern auf ihren
laminierten Oberflächen gebildet, so daß die eine, dazwischen
gelagerte piezoelektrische Keramikschicht 2 eine Spannung bzw.
eine Versetzung über fast die gesamte Oberfläche bei Anlegung
der elektrischen Spannung erzeugt. Somit konzentriert sich die
Spannung kaum auf einen begrenzten Bereich. Obgleich die
Innenelektrodenschichten 1 an den Seitenoberflächen des Körpers
exponiert sind, sind benachbarte Innenelektrodenschichten nicht
auf derselben Seitenoberfläche exponiert. Deshalb ist es
möglich, einen dielektrischen Zusammenbruch aufgrund einer
Migration an den Seitenoberflächen des Stapelkörpers zu vermeiden.
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Wie aus der obigen Beschreibung deutlicher wird, erlaubt der
piezoelektrische Antrieb vom aufgestapelten Typ gemäß der
vorliegenden. Erfindung die Herstellung eines piezoelektrischen
Antriebs vom Stapeltyp mit einem Abstand von 60 um oder weniger
zwischen benachbarten Innenelektrodenschichten und besitzt eine
Struktur, wo benachbarte Innenelektroden nicht an dieselbe
Seitenoberfläche des Stapelkörpers exponiert sind, so daß der
dielektrische Zusammenbruch des Stapelkörpers aufgrund irgendeinem
Schaden des Körpers sowie einer erzeugten Migration kaum
auftritt, selbst bei kontinuierlicher Anlegung der elektrischen
Spannung für eine lange Zeit.
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Ferner schafft die vorliegende Erfindung die Struktur der
Innenelektrodenschicht auf der annähernd gesamten Fläche der
Elektrodenstruktur, wodurch ein piezoelektrischer Antrieb vom
Stapeltyp bereitgestellt wird, der kaum einen mechanischen
Schaden des Körpers erleidet, der aufgrund der
Spannungskonzentration im Körper verursacht wurde.
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Folglich kann der vorliegenden Erfindung einen
piezoelektrischen Antrieb vom aufgestapelten Typ zur Verfügung stellen, der
leicht einer Reduzierung des Abstands zwischen benachbarten
Innenelektrodenschichten erlaubt und der hinsichtlich der
Haltbarkeit ausgezeichnet ist.