JP2001135873A - 圧電変換素子 - Google Patents
圧電変換素子Info
- Publication number
- JP2001135873A JP2001135873A JP31683099A JP31683099A JP2001135873A JP 2001135873 A JP2001135873 A JP 2001135873A JP 31683099 A JP31683099 A JP 31683099A JP 31683099 A JP31683099 A JP 31683099A JP 2001135873 A JP2001135873 A JP 2001135873A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- electrode
- power supply
- supply terminal
- conversion element
- 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
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 14
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 13
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 claims description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 20
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 5
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910020684 PbZr Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
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
- H10N30/506—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure having a cylindrical shape and having stacking in the radial direction, e.g. coaxial or spiral type rolls
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/021—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors using intermittent driving, e.g. step motors, piezoleg motors
- H02N2/025—Inertial sliding motors
-
- 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
- H10N30/875—Further connection or lead arrangements, e.g. flexible wiring boards, terminal pins
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S310/00—Electrical generator or motor structure
- Y10S310/80—Piezoelectric polymers, e.g. PVDF
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 筒状体に形成した圧電変換素子の内側面から
給電し、圧電変換素子の外形寸法を小さくした圧電変換
素子を提供する。 【解決手段】 シート状の圧電素子１１の表面に第１電
極１２、裏面に第２電極１３を形成し、巻き上げて筒状
体に形成する。この筒状体を所定の温度で焼成し、電極
間に電圧を印加して分極させて圧電変換素子１０が完成
する。筒状体の内側面の空洞部に露出した第１電極１２
及び第２電極１３にリード線をハンダ付け、或いは接触
子を備えた給電端子を筒状体の内側面の空洞部に挿入し
て第１電極１２及び第２電極１３に接触子を接触させる
ことにより給電する。従来のものより圧電変換素子の外
形寸法を小さくすることができ、アクチエータに組み込
んだ場合もアクチエータを小型に纏めることができ、装
置の小型化に寄与することができる。
給電し、圧電変換素子の外形寸法を小さくした圧電変換
素子を提供する。 【解決手段】 シート状の圧電素子１１の表面に第１電
極１２、裏面に第２電極１３を形成し、巻き上げて筒状
体に形成する。この筒状体を所定の温度で焼成し、電極
間に電圧を印加して分極させて圧電変換素子１０が完成
する。筒状体の内側面の空洞部に露出した第１電極１２
及び第２電極１３にリード線をハンダ付け、或いは接触
子を備えた給電端子を筒状体の内側面の空洞部に挿入し
て第１電極１２及び第２電極１３に接触子を接触させる
ことにより給電する。従来のものより圧電変換素子の外
形寸法を小さくすることができ、アクチエータに組み込
んだ場合もアクチエータを小型に纏めることができ、装
置の小型化に寄与することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は圧電変換素子、特
にシート状の圧電材料を巻き上げて筒状体に形成した圧
電変換素子の構造、及び圧電変換素子の給電端子の構成
に関する。
にシート状の圧電材料を巻き上げて筒状体に形成した圧
電変換素子の構造、及び圧電変換素子の給電端子の構成
に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電変換素子を使用したアクチエータ
は、供給される電気エネルギを駆動力に変換する変換効
率が高く、小型軽量でありながら発生する駆動力が大き
く、また、駆動力を容易に制御できるため、カメラ、計
測機器、その他の精密機械の被駆動部材の駆動や位置決
めに利用されるようになつてきた。
は、供給される電気エネルギを駆動力に変換する変換効
率が高く、小型軽量でありながら発生する駆動力が大き
く、また、駆動力を容易に制御できるため、カメラ、計
測機器、その他の精密機械の被駆動部材の駆動や位置決
めに利用されるようになつてきた。
【０００３】このようなアクチエータで使用される駆動
源である圧電変換素子には、単位の圧電素子を複数枚積
層して構成したものがある。これは、単位の圧電素子に
発生する厚み方向の変位をできるだけ大きくして取り出
すためである。
源である圧電変換素子には、単位の圧電素子を複数枚積
層して構成したものがある。これは、単位の圧電素子に
発生する厚み方向の変位をできるだけ大きくして取り出
すためである。
【０００４】単位の圧電素子を複数枚積層して構成した
圧電変換素子は、単位素子それぞれの表面に電極体（以
下、単に電極という）を設ける工程、積層して接着する
工程、各層の電極を結線する工程という繁雑な作業を経
て製造されるので、コストの高いものであつた。
圧電変換素子は、単位素子それぞれの表面に電極体（以
下、単に電極という）を設ける工程、積層して接着する
工程、各層の電極を結線する工程という繁雑な作業を経
て製造されるので、コストの高いものであつた。
【０００５】このため、表面に電極が形成された２枚の
薄板状の圧電素子を積層した積層体を中空筒状に巻いて
構成した圧電変換素子が提案されている。
薄板状の圧電素子を積層した積層体を中空筒状に巻いて
構成した圧電変換素子が提案されている。
【０００６】図１６は、このような２枚の薄板状の圧電
素子を積層して筒状に形成した圧電変換素子の一例を示
す斜視図で、図１７の（ａ）及び（ｂ）は、その電極形
成面と積層状態を説明する図、図１８は、円筒状に形成
された圧電変換素子の円筒軸方向の端面の状態を説明す
る平面図である。
素子を積層して筒状に形成した圧電変換素子の一例を示
す斜視図で、図１７の（ａ）及び（ｂ）は、その電極形
成面と積層状態を説明する図、図１８は、円筒状に形成
された圧電変換素子の円筒軸方向の端面の状態を説明す
る平面図である。
【０００７】圧電変換素子の製造工程を説明する。ま
ず、図１７の（ａ）に示すように、薄板状に形成された
圧電セラミックスからなる第１の圧電素子１０１及び第
２の圧電素子１０２を準備する。ここで、第２の圧電素
子１０２の巻き取り方向の長さを第１の圧電素子１０１
よりも寸法ｄだけ長くしておく。
ず、図１７の（ａ）に示すように、薄板状に形成された
圧電セラミックスからなる第１の圧電素子１０１及び第
２の圧電素子１０２を準備する。ここで、第２の圧電素
子１０２の巻き取り方向の長さを第１の圧電素子１０１
よりも寸法ｄだけ長くしておく。
【０００８】第１の圧電素子１０１の表面には第１電極
１０３を形成し、裏面は電極非形成面とする。また、第
２の圧電素子１０２の表面には第２電極体１０４を形成
し、裏面は電極非形成面とする（図１７の（ａ）参
照）。
１０３を形成し、裏面は電極非形成面とする。また、第
２の圧電素子１０２の表面には第２電極体１０４を形成
し、裏面は電極非形成面とする（図１７の（ａ）参
照）。
【０００９】次に、図１７の（ｂ）に示すように、第１
の圧電素子１０１の電極非形成面と第２の圧電素子１０
２の電極形成面が対向するように積層し、この積層体を
セルロースなどで作成した作業用の巻取軸などを使用し
て巻き取り、図１６及び図１７に示すような筒状体に構
成する。この後、所定の温度で焼成し、さらに分極処理
して圧電変換素子が焼成し完成する。焼成により作業用
の巻取軸は焼失するから、筒状体の最も内側の部分に筒
状の空間が残ることになる。
の圧電素子１０１の電極非形成面と第２の圧電素子１０
２の電極形成面が対向するように積層し、この積層体を
セルロースなどで作成した作業用の巻取軸などを使用し
て巻き取り、図１６及び図１７に示すような筒状体に構
成する。この後、所定の温度で焼成し、さらに分極処理
して圧電変換素子が焼成し完成する。焼成により作業用
の巻取軸は焼失するから、筒状体の最も内側の部分に筒
状の空間が残ることになる。
【００１０】第１の圧電素子１０１の巻き取り方向の長
さを第２の圧電素子１０２の巻き取り方向の長さよりも
短くすることで、筒状に形成したとき、筒状体の外周面
に露出した第１電極１０３と第２電極１０４の端部がず
れ、容易にそれ等の電極にリード線１０３ａ及び１０４
ａを接続することができる。
さを第２の圧電素子１０２の巻き取り方向の長さよりも
短くすることで、筒状に形成したとき、筒状体の外周面
に露出した第１電極１０３と第２電極１０４の端部がず
れ、容易にそれ等の電極にリード線１０３ａ及び１０４
ａを接続することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記した構成の筒状体
の圧電変換素子では、前記したとおり、第１の圧電素子
１０１の巻き取り方向の長さを第２の圧電素子１０２の
巻き取り方向の長さよりも短くすることで、筒状体に形
成したとき第１電極１０３と第２電極１０４の端部がず
れるから、容易にそれ等の電極にリード線を取り付ける
ことができるが、圧電変換素子の外周部からリード線を
引き出すため、圧電変換素子全体の外形寸法が大きくな
り、結果として広いスペースを必要とする等の不都合が
あつた。この発明は、上記課題を解決することを目的と
するものである。
の圧電変換素子では、前記したとおり、第１の圧電素子
１０１の巻き取り方向の長さを第２の圧電素子１０２の
巻き取り方向の長さよりも短くすることで、筒状体に形
成したとき第１電極１０３と第２電極１０４の端部がず
れるから、容易にそれ等の電極にリード線を取り付ける
ことができるが、圧電変換素子の外周部からリード線を
引き出すため、圧電変換素子全体の外形寸法が大きくな
り、結果として広いスペースを必要とする等の不都合が
あつた。この発明は、上記課題を解決することを目的と
するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、筒状体に形
成した圧電変換素子の内周面に第１及び第２電極を露出
させ、そこからリード線を引き出すように構成して上記
課題を解決したものであり、請求項１の発明は、セラミ
ックス系圧電材料で構成されたシート状圧電素子とこの
シート状圧電素子面に対向する２つの電極体とを積層し
て構成された積層体を巻き上げて筒状体に形成された圧
電変換素子において、前記２つの電極体の少なくとも一
方を前記筒状体の内周面に露出させ、露出された電極部
分を給電端子の接合部とするを特徴とする圧電変換素子
である。
成した圧電変換素子の内周面に第１及び第２電極を露出
させ、そこからリード線を引き出すように構成して上記
課題を解決したものであり、請求項１の発明は、セラミ
ックス系圧電材料で構成されたシート状圧電素子とこの
シート状圧電素子面に対向する２つの電極体とを積層し
て構成された積層体を巻き上げて筒状体に形成された圧
電変換素子において、前記２つの電極体の少なくとも一
方を前記筒状体の内周面に露出させ、露出された電極部
分を給電端子の接合部とするを特徴とする圧電変換素子
である。
【００１３】そして、前記積層体は、セラミックス系圧
電材料で構成されたシート状の圧電素子の表裏両面に電
極体を形成した積層体であつてもよい。
電材料で構成されたシート状の圧電素子の表裏両面に電
極体を形成した積層体であつてもよい。
【００１４】また、前記積層体は、セラミックス系圧電
材料で構成されたシート状の圧電素子の表面に電極体を
形成した２枚の素子片を、電極体相互の間に圧電素子が
介在するように積層した積層体であつてもよい。
材料で構成されたシート状の圧電素子の表面に電極体を
形成した２枚の素子片を、電極体相互の間に圧電素子が
介在するように積層した積層体であつてもよい。
【００１５】さらに、前記給電端子は、弾性金属で構成
された接触子を備えた給電端子であり、この場合は、弾
性金属片で構成された接触子とそれを保持する不導体の
保持部材から構成することができる。
された接触子を備えた給電端子であり、この場合は、弾
性金属片で構成された接触子とそれを保持する不導体の
保持部材から構成することができる。
【００１６】また、前記給電端子は、導電性樹脂又は導
電性ゴムから構成された給電端子であつてもよく、この
場合は、導電性樹脂又は導電性ゴムで形成された導電部
とそれを保持する非導電部から構成することができる。
電性ゴムから構成された給電端子であつてもよく、この
場合は、導電性樹脂又は導電性ゴムで形成された導電部
とそれを保持する非導電部から構成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を説
明する。
明する。
【００１８】［第１の実施の形態］第１の実施の形態の
圧電変換素子は、圧電セラミックス系圧電材料からなる
１枚のシート状の圧電素子の表裏両面にそれぞれ電極体
（以下、単に電極という）を形成し、これを巻上げて筒
状体に形成したものである。
圧電変換素子は、圧電セラミックス系圧電材料からなる
１枚のシート状の圧電素子の表裏両面にそれぞれ電極体
（以下、単に電極という）を形成し、これを巻上げて筒
状体に形成したものである。
【００１９】図１は第１の実施の形態の圧電変換素子の
構成を示す斜視図、図２はその断面図で、説明の都合
上、圧電素子及び電極体の厚みを拡大して示してある。
この圧電変換素子１０は、まず、圧電セラミックス系の
圧電材料を使用してシート状の圧電素子１１を作り、そ
の表面及び裏面に第１電極１２及び第２電極１３を形成
する。次に、その中央部を連結部１４として一定幅を残
して、圧電素子相互が積層されるように巻上げ、筒状体
に形成する。
構成を示す斜視図、図２はその断面図で、説明の都合
上、圧電素子及び電極体の厚みを拡大して示してある。
この圧電変換素子１０は、まず、圧電セラミックス系の
圧電材料を使用してシート状の圧電素子１１を作り、そ
の表面及び裏面に第１電極１２及び第２電極１３を形成
する。次に、その中央部を連結部１４として一定幅を残
して、圧電素子相互が積層されるように巻上げ、筒状体
に形成する。
【００２０】圧電変換素子１０の製造工程を説明する。
まず、圧電素子１１の材料としては、ＰＺＴ（ＰｂＺｒ
Ｏ3 ・ＰｂＴｉＯ3 ）を主成分とする圧電セラミックス
を使用する。このセラミックス粉体を溶剤、分散剤、バ
インダ、可塑剤等と混合し、ブレード等を使用して均一
な平面に作成して一定の厚さ、例えば２０〜１００μｍ
の厚さに引き伸ばす。溶剤を蒸発させて乾燥すると、グ
リーンシートと呼ばれる柔軟性のあるシートを得ること
ができる。
まず、圧電素子１１の材料としては、ＰＺＴ（ＰｂＺｒ
Ｏ3 ・ＰｂＴｉＯ3 ）を主成分とする圧電セラミックス
を使用する。このセラミックス粉体を溶剤、分散剤、バ
インダ、可塑剤等と混合し、ブレード等を使用して均一
な平面に作成して一定の厚さ、例えば２０〜１００μｍ
の厚さに引き伸ばす。溶剤を蒸発させて乾燥すると、グ
リーンシートと呼ばれる柔軟性のあるシートを得ること
ができる。
【００２１】次に、このグリーンシート（圧電素子）の
表裏両面に、スクリーン印刷等の手段でペースト状の電
極材料、例えば白金（Ｐｔ）系、銀−パラジウム（Ａｇ
−Ｐｄ）系の電極材料を適当な樹脂バインダでペースト
状にした電極材料を、３〜７μｍの厚さに印刷して第１
電極１２及び第２電極１３を形成し（焼成後は樹脂バイ
ンダが揮発して１〜３μｍ程度になる）、所定の大きさ
に切断する。
表裏両面に、スクリーン印刷等の手段でペースト状の電
極材料、例えば白金（Ｐｔ）系、銀−パラジウム（Ａｇ
−Ｐｄ）系の電極材料を適当な樹脂バインダでペースト
状にした電極材料を、３〜７μｍの厚さに印刷して第１
電極１２及び第２電極１３を形成し（焼成後は樹脂バイ
ンダが揮発して１〜３μｍ程度になる）、所定の大きさ
に切断する。
【００２２】次に、図３に示すように、軸方向にスリッ
ト１９が形成された巻取軸１８を準備し、表裏両面にそ
れぞれ第１電極１２及び第２電極１３が形成されたシー
ト状の圧電素子１１の中央部の連結部１４を巻取軸１８
のスリット１９に挟み、圧電素子相互が積層されるよう
に巻上げて筒状体に形成する。
ト１９が形成された巻取軸１８を準備し、表裏両面にそ
れぞれ第１電極１２及び第２電極１３が形成されたシー
ト状の圧電素子１１の中央部の連結部１４を巻取軸１８
のスリット１９に挟み、圧電素子相互が積層されるよう
に巻上げて筒状体に形成する。
【００２３】巻上げの完了した筒状体から巻取軸１８を
抜くと、筒状体の内側には連結部１４で２つに仕切られ
た２つの空洞部１２ａ、１３ａができる。即ち、連結部
１４の一方の面及びこれに対向する面には第１電極１２
が露出した空洞部１２ａができ、連結部１４の他方の面
及びこれに対向する面には第２電極１３が露出した空洞
部１３ａができるから、これらの電極の露出した空洞部
を給電端子の接合部として使用することができる。給電
端子の構成については後で説明する。
抜くと、筒状体の内側には連結部１４で２つに仕切られ
た２つの空洞部１２ａ、１３ａができる。即ち、連結部
１４の一方の面及びこれに対向する面には第１電極１２
が露出した空洞部１２ａができ、連結部１４の他方の面
及びこれに対向する面には第２電極１３が露出した空洞
部１３ａができるから、これらの電極の露出した空洞部
を給電端子の接合部として使用することができる。給電
端子の構成については後で説明する。
【００２４】次に、この巻き上げられた筒状の積層体を
所定の温度条件で焼成する。焼成する温度条件は、例え
ば、図４に示すように、５時間程度かけて５００℃まで
序々に温度を高め、５００℃で一定時間焼成した後、最
初から９時間後に１２００℃まで序々に温度を高める。
さらに、１２００℃で約０．３時間焼成した後、６時間
程度かけて常温まで冷却する。
所定の温度条件で焼成する。焼成する温度条件は、例え
ば、図４に示すように、５時間程度かけて５００℃まで
序々に温度を高め、５００℃で一定時間焼成した後、最
初から９時間後に１２００℃まで序々に温度を高める。
さらに、１２００℃で約０．３時間焼成した後、６時間
程度かけて常温まで冷却する。
【００２５】分極の方向は圧電素子の厚み方向とし、例
えば、６０℃の環境において、第１電極１２及び第２電
極１３の間に１．５ｋＶ／ｍｍの電圧を２０分間印加し
て分極させる。圧電素子を分極させることで、圧電変換
素子１０に筒状軸方向の変位を発生させることができ
る。
えば、６０℃の環境において、第１電極１２及び第２電
極１３の間に１．５ｋＶ／ｍｍの電圧を２０分間印加し
て分極させる。圧電素子を分極させることで、圧電変換
素子１０に筒状軸方向の変位を発生させることができ
る。
【００２６】次に、筒状体の中央部に形成された空洞部
を給電端子の接合部としてリード線を接続する方法につ
いて説明する。第１のリード線の接続方法は、空洞部に
露出している電極にリード線をハンダ接合、或いは導電
性ペーストで接合するものである。
を給電端子の接合部としてリード線を接続する方法につ
いて説明する。第１のリード線の接続方法は、空洞部に
露出している電極にリード線をハンダ接合、或いは導電
性ペーストで接合するものである。
【００２７】図５はその接合方法の一例を示すもので、
空洞部１２ａに露出した第１電極１２、空洞部１３ａに
露出した第２電極１３に、ハンダや導電性ペーストを利
用してリード線１２ｂ、１３ｂを接合する。例えば、空
洞部１２ａ、１３ａにリード線１２ｂ、１３ｂを挿入し
た後、ハンダや導電性ペースト１２ｓ、１３ｓを充填し
てリード線を接合する。
空洞部１２ａに露出した第１電極１２、空洞部１３ａに
露出した第２電極１３に、ハンダや導電性ペーストを利
用してリード線１２ｂ、１３ｂを接合する。例えば、空
洞部１２ａ、１３ａにリード線１２ｂ、１３ｂを挿入し
た後、ハンダや導電性ペースト１２ｓ、１３ｓを充填し
てリード線を接合する。
【００２８】一般にハンダ接合には、両金属間の溶融等
を含む化学的な接合と、接合面の微細な凹凸にハンダが
食い込む機械的な接合とがある。一方、圧電変換素子の
製造では、前記したように高温度での焼成工程があるた
め、電極の材料として、白金（Ｐｔ）系、銀−パラジウ
ム（Ａｇ−Ｐｄ）系等の融点の高い電極材料が使用され
る。
を含む化学的な接合と、接合面の微細な凹凸にハンダが
食い込む機械的な接合とがある。一方、圧電変換素子の
製造では、前記したように高温度での焼成工程があるた
め、電極の材料として、白金（Ｐｔ）系、銀−パラジウ
ム（Ａｇ−Ｐｄ）系等の融点の高い電極材料が使用され
る。
【００２９】前記した融点の高い電極材料とハンダとは
化学的な接合性が悪いため、電極とリード線とのハンダ
接合は主として機械的な接合によるものとなるが、この
接合性の悪さによりリード線が外れるなどの事故が発生
しやすい。しかし、空洞部にハンダを充填することによ
り接合面が広くなり、リード線を強固に接合することが
できる。
化学的な接合性が悪いため、電極とリード線とのハンダ
接合は主として機械的な接合によるものとなるが、この
接合性の悪さによりリード線が外れるなどの事故が発生
しやすい。しかし、空洞部にハンダを充填することによ
り接合面が広くなり、リード線を強固に接合することが
できる。
【００３０】第２のリード線の接続方法は、弾性金属で
構成された接触子を空洞部に挿入し、露出している電極
に接触させて接合するものである。
構成された接触子を空洞部に挿入し、露出している電極
に接触させて接合するものである。
【００３１】図６はその一例を示すもので、不導体（電
気絶縁性）の保持部材１５ａに弾性金属材料で構成した
接触子１２ｄ、１３ｄを取り付けた給電端子１５を準備
する。接触子１２ｄ、１３ｄにはリード線１２ｂ、１３
ｂを接合しておく。
気絶縁性）の保持部材１５ａに弾性金属材料で構成した
接触子１２ｄ、１３ｄを取り付けた給電端子１５を準備
する。接触子１２ｄ、１３ｄにはリード線１２ｂ、１３
ｂを接合しておく。
【００３２】次に、接触子１２ｄが空洞部１２ａに露出
した第１電極１２に接触し、接触子１３ｄが空洞部１３
ａに露出した第２電極１３に接触するように保持部材１
５ａを筒状体に挿入すると、接触子１２ｄ、１３ｄを介
して第１電極１２及び第２電極１３とリード線１２ｂ、
１３ｂを接続することができる。
した第１電極１２に接触し、接触子１３ｄが空洞部１３
ａに露出した第２電極１３に接触するように保持部材１
５ａを筒状体に挿入すると、接触子１２ｄ、１３ｄを介
して第１電極１２及び第２電極１３とリード線１２ｂ、
１３ｂを接続することができる。
【００３３】保持部材１５ａはポリカーボネイトやＡＢ
Ｓ樹脂、セラミックスなどの電気絶縁性の材料を使用
し、接触子１２ｄ、１３ｄには銅系の材料或いは鉄系の
材料に銅メッキを施した弾性材料を使用するものとす
る。接触子の形状は一例であり、電極との接触部に突起
を設けたり、ばね性を制御するための切り欠きを設けて
もよい。
Ｓ樹脂、セラミックスなどの電気絶縁性の材料を使用
し、接触子１２ｄ、１３ｄには銅系の材料或いは鉄系の
材料に銅メッキを施した弾性材料を使用するものとす
る。接触子の形状は一例であり、電極との接触部に突起
を設けたり、ばね性を制御するための切り欠きを設けて
もよい。
【００３４】第３のリード線の接続方法は、弾性を有す
る導電性樹脂や導電性ゴムなどから構成された給電端子
を空洞部に挿入し、露出している電極に接触させて接合
するものである。
る導電性樹脂や導電性ゴムなどから構成された給電端子
を空洞部に挿入し、露出している電極に接触させて接合
するものである。
【００３５】図７はその一例を示すもので、１６及び１
７は金属フィラーなどを含む弾性を有する導電性樹脂や
導電性ゴムなどから構成された給電端子で、給電端子の
一部（図７では下半分）を、圧電変換素子１０の空洞部
１２ａ、１３ａの最大内径よりも太径に形成してあり、
その上端には適宜の手段でリード線を接続する。
７は金属フィラーなどを含む弾性を有する導電性樹脂や
導電性ゴムなどから構成された給電端子で、給電端子の
一部（図７では下半分）を、圧電変換素子１０の空洞部
１２ａ、１３ａの最大内径よりも太径に形成してあり、
その上端には適宜の手段でリード線を接続する。
【００３６】この給電端子１６及び１７を圧電変換素子
１０の空洞部１２ａ、１３ａに挿入すると、給電端子１
６及び１７は弾性変形してそれぞれ空洞部１２ａ、１３
ａの内側の第１電極１２、第２電極１３に接触し、第１
電極１２、第２電極１３をリード線に接続することがで
きる。
１０の空洞部１２ａ、１３ａに挿入すると、給電端子１
６及び１７は弾性変形してそれぞれ空洞部１２ａ、１３
ａの内側の第１電極１２、第２電極１３に接触し、第１
電極１２、第２電極１３をリード線に接続することがで
きる。
【００３７】なお、上記給電端子には、弾性変形域を大
きくするために切り欠きや孔を設けたり、電極との接触
性を改善するために突起を設けるなどしてもよい。
きくするために切り欠きや孔を設けたり、電極との接触
性を改善するために突起を設けるなどしてもよい。
【００３８】［第２の実施の形態］第２の実施の形態の
圧電変換素子は、表面に第１電極が形成された第１の圧
電素子と、表面に第２電極が形成された第２の圧電素子
とを積層し、電極形成面を内側にして巻上げ、筒状体に
形成したものである。
圧電変換素子は、表面に第１電極が形成された第１の圧
電素子と、表面に第２電極が形成された第２の圧電素子
とを積層し、電極形成面を内側にして巻上げ、筒状体に
形成したものである。
【００３９】図８は第２の実施の形態の圧電変換素子２
０の構成を示す断面図で、説明の都合上、圧電素子及び
電極の厚みを拡大して示してある。圧電セラミックス系
圧電材料からなるシートの表面に第１電極２２を形成
し、裏面は電極非形成面とした第１の圧電素子２１と、
同じくシートの表面に第２電極２４を形成し、裏面は電
極非形成面とした第２の圧電素子２３とを作成する。
０の構成を示す断面図で、説明の都合上、圧電素子及び
電極の厚みを拡大して示してある。圧電セラミックス系
圧電材料からなるシートの表面に第１電極２２を形成
し、裏面は電極非形成面とした第１の圧電素子２１と、
同じくシートの表面に第２電極２４を形成し、裏面は電
極非形成面とした第２の圧電素子２３とを作成する。
【００４０】次に、第１の圧電素子２１の電極非形成面
と第２の圧電素子２３の第２電極２４とが対向するよう
に積層して、この積層体を、その第１の圧電素子２１の
第１電極２２の形成面、及び第２の圧電素子２３の第２
電極２４の形成面を内側にして巻上げ、中心部に空洞部
２８が形成された筒状体に形成する。
と第２の圧電素子２３の第２電極２４とが対向するよう
に積層して、この積層体を、その第１の圧電素子２１の
第１電極２２の形成面、及び第２の圧電素子２３の第２
電極２４の形成面を内側にして巻上げ、中心部に空洞部
２８が形成された筒状体に形成する。
【００４１】第１及び第２の圧電素子を積層するとき
は、図８に示すように、筒状体の形成時に筒状体内側面
で第１の圧電素子２１の端部と第２の圧電素子２３の端
部とが略１８０°ずれた位置にくるように配置して積層
する。これは給電端子の接触子が両方の電極に同時に接
触しないようにするためである。
は、図８に示すように、筒状体の形成時に筒状体内側面
で第１の圧電素子２１の端部と第２の圧電素子２３の端
部とが略１８０°ずれた位置にくるように配置して積層
する。これは給電端子の接触子が両方の電極に同時に接
触しないようにするためである。
【００４２】圧電素子の材料やグリーンシートの作成、
及び電極材料と電極の形成処理、巻き上げられた筒状体
の焼成及び分極処理等は、先に説明した第１の実施の形
態のものと同じであるから、ここでは説明を省略する
が、このような処理を経て圧電変換素子２０が完成す
る。
及び電極材料と電極の形成処理、巻き上げられた筒状体
の焼成及び分極処理等は、先に説明した第１の実施の形
態のものと同じであるから、ここでは説明を省略する
が、このような処理を経て圧電変換素子２０が完成す
る。
【００４３】次に、筒状体の中央部に形成された空洞部
を給電端子の接合部としてリード線を接続する方法につ
いて説明する。
を給電端子の接合部としてリード線を接続する方法につ
いて説明する。
【００４４】第１のリード線の接続方法は、弾性金属片
から構成された接触子を備えた給電端子を空洞部に挿入
し、露出している電極に接触させて接合するものであ
る。
から構成された接触子を備えた給電端子を空洞部に挿入
し、露出している電極に接触させて接合するものであ
る。
【００４５】図９は、その第１の例を示すもので、ま
ず、電気絶縁性の保持部材２５ａに弾性材料で構成した
接触子２２ｄ、２４ｄを取り付けた給電端子２５を準備
する。保持部材２５ａには２つの接触子２２ｄ、２４ｄ
の中間に絶縁板２５ｂを設け、接触子相互の接触事故を
防止するように構成するとよい。絶縁板２５ｂは筒状体
と給電端子２５との半径方向の位置決めにも使用するこ
とができる。
ず、電気絶縁性の保持部材２５ａに弾性材料で構成した
接触子２２ｄ、２４ｄを取り付けた給電端子２５を準備
する。保持部材２５ａには２つの接触子２２ｄ、２４ｄ
の中間に絶縁板２５ｂを設け、接触子相互の接触事故を
防止するように構成するとよい。絶縁板２５ｂは筒状体
と給電端子２５との半径方向の位置決めにも使用するこ
とができる。
【００４６】接触子２２ｄ、２４ｄには直接リード線２
２ｂ、２４ｂを接合してもよく、また、図９に示すよう
に電気絶縁性のキャップ２５ｃを介してリード線２２
ｂ、２４ｂを接合するようにしてもよい。
２ｂ、２４ｂを接合してもよく、また、図９に示すよう
に電気絶縁性のキャップ２５ｃを介してリード線２２
ｂ、２４ｂを接合するようにしてもよい。
【００４７】接触子２２ｄ、２４ｄを備えた保持部材２
５ａを筒状の圧電変換素子２０の空洞部２８に挿入し、
接触子２２ｄを空洞部２８に露出した第１電極２２に接
触させ、接触子２４ｄを空洞部２８に露出した第２電極
２４に接触させると、接触子２２ｄ、２４ｄを介して第
１電極２２及び第２電極２４とリード線２２ｂ、２４ｂ
を接続することができる。
５ａを筒状の圧電変換素子２０の空洞部２８に挿入し、
接触子２２ｄを空洞部２８に露出した第１電極２２に接
触させ、接触子２４ｄを空洞部２８に露出した第２電極
２４に接触させると、接触子２２ｄ、２４ｄを介して第
１電極２２及び第２電極２４とリード線２２ｂ、２４ｂ
を接続することができる。
【００４８】第２のリード線の接続方法は、弾性を有す
る導電性樹脂や導電性ゴムなどから構成された円筒形の
給電端子を空洞部に挿入し、空洞部に露出している電極
に接触させて接合するものである。
る導電性樹脂や導電性ゴムなどから構成された円筒形の
給電端子を空洞部に挿入し、空洞部に露出している電極
に接触させて接合するものである。
【００４９】図１０は、その一例を示すもので、給電端
子３１は、金属フィラーなどを含む弾性を有する導電性
樹脂や導電性ゴムなどから構成された接触子３２及び３
３と非導電性樹脂やゴムなどの材料からなる絶縁部材３
４とを一体に押出し成形などで円筒形に形成する。給電
端子３１の直径は圧電変換素子２０の空洞部２８の最大
内径よりも太径に形成してあり、半径方向に１８０°対
向した位置に接触子３２及び３３が位置するようにし、
接触子３２及び３３の上端には適宜の手段でリード線を
接続する。
子３１は、金属フィラーなどを含む弾性を有する導電性
樹脂や導電性ゴムなどから構成された接触子３２及び３
３と非導電性樹脂やゴムなどの材料からなる絶縁部材３
４とを一体に押出し成形などで円筒形に形成する。給電
端子３１の直径は圧電変換素子２０の空洞部２８の最大
内径よりも太径に形成してあり、半径方向に１８０°対
向した位置に接触子３２及び３３が位置するようにし、
接触子３２及び３３の上端には適宜の手段でリード線を
接続する。
【００５０】なお、上記の給電端子において、導電性樹
脂や導電性ゴムの部分を金属箔で構成し、非導電性樹脂
やゴムなどの材料からなる絶縁部材３４と一体成形する
こともできる。
脂や導電性ゴムの部分を金属箔で構成し、非導電性樹脂
やゴムなどの材料からなる絶縁部材３４と一体成形する
こともできる。
【００５１】この給電端子３１を圧電変換素子２０の空
洞部２８に挿入すると、給電端子３１は弾性変形して、
接触子３２及び３３はそれぞれ空洞部２８の内面の第１
電極２２、第２電極２４に接触し、第１電極２２、第２
電極２４をリード線に接続することができる。
洞部２８に挿入すると、給電端子３１は弾性変形して、
接触子３２及び３３はそれぞれ空洞部２８の内面の第１
電極２２、第２電極２４に接触し、第１電極２２、第２
電極２４をリード線に接続することができる。
【００５２】圧電変換素子を固定する固定部材を利用し
て圧電変換素子に給電端子を接続するように構成するこ
ともできる。以下、これについて説明する。
て圧電変換素子に給電端子を接続するように構成するこ
ともできる。以下、これについて説明する。
【００５３】図１１は、その第１の例を示すもので、固
定部材４１の中心部に圧電変換素子２０の空洞部２８と
略同径の孔４２を設け、圧電変換素子２０を固定する。
一方、給電端子３５は固定部材４１の孔４２よりもやや
細径の円柱体３６に、図９に示す給電端子３１の接触子
２２ｄ及び２４ｄと略同形の接触子２２ｅ及び２４ｅを
取り付け、円柱体の反対側（圧電変換素子から遠い側）
からリード線を引き出してある。
定部材４１の中心部に圧電変換素子２０の空洞部２８と
略同径の孔４２を設け、圧電変換素子２０を固定する。
一方、給電端子３５は固定部材４１の孔４２よりもやや
細径の円柱体３６に、図９に示す給電端子３１の接触子
２２ｄ及び２４ｄと略同形の接触子２２ｅ及び２４ｅを
取り付け、円柱体の反対側（圧電変換素子から遠い側）
からリード線を引き出してある。
【００５４】固定部材４１の孔４２と圧電変換素子２０
の空洞部２８とが同軸になるように配置して、固定部材
４１に圧電変換素子２０を接着等の方法で固定し、孔４
２に給電端子３５を挿入し、圧電変換素子２０の空洞部
に露出している第１電極２２及び第２電極２４と給電端
子３１の接触子２２ｅ及び２４ｅとを接触させ、第１電
極２２及び第２電極２４とリード線２２ｂ、２４ｂを接
続する。固定部材４１は、金属などの導電性の材料、非
導電性の材料のいずれでもよい。
の空洞部２８とが同軸になるように配置して、固定部材
４１に圧電変換素子２０を接着等の方法で固定し、孔４
２に給電端子３５を挿入し、圧電変換素子２０の空洞部
に露出している第１電極２２及び第２電極２４と給電端
子３１の接触子２２ｅ及び２４ｅとを接触させ、第１電
極２２及び第２電極２４とリード線２２ｂ、２４ｂを接
続する。固定部材４１は、金属などの導電性の材料、非
導電性の材料のいずれでもよい。
【００５５】この方法によれば、給電端子３５を挿入す
るだけで圧電変換素子２０にリード線を接続できるの
で、ハンダ付けによるよりも生産性を高めることができ
る。
るだけで圧電変換素子２０にリード線を接続できるの
で、ハンダ付けによるよりも生産性を高めることができ
る。
【００５６】図１２は、その第２の例を示すもので、固
定部材４１に接触子２２ｅ及び２４ｅを取り付けた給電
端子３５を設け、圧電変換素子２０の空洞部２８を給電
端子３５に挿入することで、圧電変換素子２０の空洞部
に露出している第１電極２２及び第２電極２４と給電端
子３５の接触子２２ｅ及び２４ｅとを接触させると共
に、圧電変換素子２０を固定部材４１に接着等の方法で
固定する。固定部材４１を金属などの導電性の材料で構
成し、接触子の一方を固定部材４１に直接固定して接触
子の他方のみを絶縁して固定部材４１を貫通させるとき
は、配線構造を簡単にすることができる。
定部材４１に接触子２２ｅ及び２４ｅを取り付けた給電
端子３５を設け、圧電変換素子２０の空洞部２８を給電
端子３５に挿入することで、圧電変換素子２０の空洞部
に露出している第１電極２２及び第２電極２４と給電端
子３５の接触子２２ｅ及び２４ｅとを接触させると共
に、圧電変換素子２０を固定部材４１に接着等の方法で
固定する。固定部材４１を金属などの導電性の材料で構
成し、接触子の一方を固定部材４１に直接固定して接触
子の他方のみを絶縁して固定部材４１を貫通させるとき
は、配線構造を簡単にすることができる。
【００５７】図１３は、その第３の例を示すもので、固
定部材４１には接触子２２ｅを取り付けた給電端子３５
ａを設け、駆動軸４５には接触子２４ｅを取り付けた給
電端子３５ｂを設けておく。そして、圧電変換素子２０
の空洞部２８を固定部材４１側の給電端子３５ａに挿入
して空洞部２８に露出している第１電極２２と給電端子
３５ａの接触子２２ｅとを接触させると共に、圧電変換
素子２０の一方の端部を固定部材４１に接着等の方法で
固定する。
定部材４１には接触子２２ｅを取り付けた給電端子３５
ａを設け、駆動軸４５には接触子２４ｅを取り付けた給
電端子３５ｂを設けておく。そして、圧電変換素子２０
の空洞部２８を固定部材４１側の給電端子３５ａに挿入
して空洞部２８に露出している第１電極２２と給電端子
３５ａの接触子２２ｅとを接触させると共に、圧電変換
素子２０の一方の端部を固定部材４１に接着等の方法で
固定する。
【００５８】さらに、圧電変換素子２０の反対側から駆
動軸に設けた給電端子３５ｂの接触子２４ｅを挿入して
空洞部２８に露出している第２電極２４と給電端子３５
ｂの接触子２４ｅとを接触させると共に、圧電変換素子
２０の端部を駆動軸４５に接着等の方法で固定する。
動軸に設けた給電端子３５ｂの接触子２４ｅを挿入して
空洞部２８に露出している第２電極２４と給電端子３５
ｂの接触子２４ｅとを接触させると共に、圧電変換素子
２０の端部を駆動軸４５に接着等の方法で固定する。
【００５９】この方法によれば、固定部材４１及び駆動
軸４５を利用して第１及び第２の電極に給電することが
でき、配線構造を簡単にすることができる。
軸４５を利用して第１及び第２の電極に給電することが
でき、配線構造を簡単にすることができる。
【００６０】［アクチエータの構成］次に、上記した圧
電変換素子を使用したアクチエータの構成を、図１４及
び図１５を参照して説明する。以下の説明では図１１に
示す第２の実施の形態の圧電変換素子２０を使用したア
クチエータで説明するが、第１の実施の形態の圧電変換
素子１０を使用した場合も同様である。
電変換素子を使用したアクチエータの構成を、図１４及
び図１５を参照して説明する。以下の説明では図１１に
示す第２の実施の形態の圧電変換素子２０を使用したア
クチエータで説明するが、第１の実施の形態の圧電変換
素子１０を使用した場合も同様である。
【００６１】図１４はアクチエータの構成を示す断面図
である。図１４において、５１は基台、５２、５３、５
４は支持ブロツク、５５は駆動軸で、駆動軸５５は、圧
電変換素子２０に発生する軸方向の変位により軸方向
（矢印ａ方向、及びこれと反対方向）に変位可能に支持
ブロツク５３及び支持ブロツク５４により支持されてい
る。
である。図１４において、５１は基台、５２、５３、５
４は支持ブロツク、５５は駆動軸で、駆動軸５５は、圧
電変換素子２０に発生する軸方向の変位により軸方向
（矢印ａ方向、及びこれと反対方向）に変位可能に支持
ブロツク５３及び支持ブロツク５４により支持されてい
る。
【００６２】圧電変換素子２０の一端は支持ブロツク５
２に接着固定され、他端は駆動軸５５の一端に接着固定
される。圧電変換素子２０の中心部に形成された空洞部
には給電端子３１（図１１参照）が挿入され、駆動パル
ス発生回路６０から緩やかな立上がり部と急速な立下が
り部、或いは急速な立上がり部と緩やかな立下がり部を
有する鋸歯状波パルスが供給されるように構成されてい
る。
２に接着固定され、他端は駆動軸５５の一端に接着固定
される。圧電変換素子２０の中心部に形成された空洞部
には給電端子３１（図１１参照）が挿入され、駆動パル
ス発生回路６０から緩やかな立上がり部と急速な立下が
り部、或いは急速な立上がり部と緩やかな立下がり部を
有する鋸歯状波パルスが供給されるように構成されてい
る。
【００６３】５６はスライダで、スライダ５６と駆動軸
５５とは適当な摩擦力で摩擦結合している。図１５は、
スライダ５６と駆動軸５５との摩擦結合部の構成を示す
断面図で、スライダ５６には駆動軸５５が貫通してお
り、スライダ５６の駆動軸５５が貫通している下部に
は、開口部５６ａが形成され、駆動軸５５の下半分が露
出している。また、この開口部５６ａには駆動軸５５の
下半分に当接するパツド５７が嵌挿され、パツド５７は
板ばね５８により押し上げられていて、駆動軸５５とス
ライダ５６及びパツド５７は板ばね５８の付勢力Ｆによ
り圧接され、適当な摩擦力で摩擦結合している。また、
スライダ５６には、図示しないテーブル等の被駆動部材
が結合されているものとする。
５５とは適当な摩擦力で摩擦結合している。図１５は、
スライダ５６と駆動軸５５との摩擦結合部の構成を示す
断面図で、スライダ５６には駆動軸５５が貫通してお
り、スライダ５６の駆動軸５５が貫通している下部に
は、開口部５６ａが形成され、駆動軸５５の下半分が露
出している。また、この開口部５６ａには駆動軸５５の
下半分に当接するパツド５７が嵌挿され、パツド５７は
板ばね５８により押し上げられていて、駆動軸５５とス
ライダ５６及びパツド５７は板ばね５８の付勢力Ｆによ
り圧接され、適当な摩擦力で摩擦結合している。また、
スライダ５６には、図示しないテーブル等の被駆動部材
が結合されているものとする。
【００６４】その動作を説明する。圧電変換素子２０の
第１電極２２と第２電極２４を駆動パルス発生回路６０
に接続し、第１電極２２と第２電極２４との間に数１０
ｋＨｚの鋸歯状波駆動パルスを印加すると、圧電変換素
子２０には軸方向に伸縮変位が生じるので、圧電変換素
子２０に結合した駆動軸５５には軸方向に速度の異なる
往復振動が発生する。これにより駆動軸５５に摩擦結合
したスライダ５６は、駆動軸５５上を滑りながら駆動軸
の往復振動の非対称性により速度の遅い振動方向に移動
し、スライダに結合されたテーブル等の被駆動部材を移
動させることができる。
第１電極２２と第２電極２４を駆動パルス発生回路６０
に接続し、第１電極２２と第２電極２４との間に数１０
ｋＨｚの鋸歯状波駆動パルスを印加すると、圧電変換素
子２０には軸方向に伸縮変位が生じるので、圧電変換素
子２０に結合した駆動軸５５には軸方向に速度の異なる
往復振動が発生する。これにより駆動軸５５に摩擦結合
したスライダ５６は、駆動軸５５上を滑りながら駆動軸
の往復振動の非対称性により速度の遅い振動方向に移動
し、スライダに結合されたテーブル等の被駆動部材を移
動させることができる。
【００６５】以上説明した実施の形態では、筒状体に形
成された圧電変換素子の中心部に形成された空洞部を利
用して正負の電極への給電を行うように構成されている
が、空洞部を利用して正負いずれか一方の電極にのみ給
電し、他方の電極への給電を圧電変換素子の側面から行
うように構成することもできる。
成された圧電変換素子の中心部に形成された空洞部を利
用して正負の電極への給電を行うように構成されている
が、空洞部を利用して正負いずれか一方の電極にのみ給
電し、他方の電極への給電を圧電変換素子の側面から行
うように構成することもできる。
【００６６】また、グリーンシートの上に電極を印刷等
の方法で形成するとき、マスキングを行つてグリーンシ
ートの端面に一方の電極が露出し、他方の電極は端面に
露出しないように電極を印刷形成し、巻上げて筒状体に
形成したとき、端面に露出した電極には端面から給電
し、端面に露出していない電極には中心部に形成された
空洞部を利用して給電を行うように構成してもよい。
の方法で形成するとき、マスキングを行つてグリーンシ
ートの端面に一方の電極が露出し、他方の電極は端面に
露出しないように電極を印刷形成し、巻上げて筒状体に
形成したとき、端面に露出した電極には端面から給電
し、端面に露出していない電極には中心部に形成された
空洞部を利用して給電を行うように構成してもよい。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の圧電変
換素子は筒状体に形成された圧電変換素子であつて、電
極を筒状体の内側面に露出させ、筒状体の内側面から電
極へ給電するように構成されたものであるから、従来の
圧電変換素子のように筒状体の外側面に露出した電極に
リード線をハンダ接合する等したものに比較して圧電変
換素子の外形寸法を小さくすることができる。
換素子は筒状体に形成された圧電変換素子であつて、電
極を筒状体の内側面に露出させ、筒状体の内側面から電
極へ給電するように構成されたものであるから、従来の
圧電変換素子のように筒状体の外側面に露出した電極に
リード線をハンダ接合する等したものに比較して圧電変
換素子の外形寸法を小さくすることができる。
【００６８】そして、筒状体の内側面に給電端子を挿入
することで電極への給電のための配線が済むので組立工
程が簡略化され、作業性が著しく改善される。
することで電極への給電のための配線が済むので組立工
程が簡略化され、作業性が著しく改善される。
【００６９】また、この構成により、圧電変換素子をア
クチエータに組み込んだ場合もアクチエータを小型に纏
めることができ、このアクチエータを使用する装置の小
型化に寄与することができるものである。
クチエータに組み込んだ場合もアクチエータを小型に纏
めることができ、このアクチエータを使用する装置の小
型化に寄与することができるものである。
【図１】第１の実施の形態の圧電変換素子の外観を示す
斜視図。
斜視図。
【図２】第１の実施の形態の圧電変換素子の構成を示す
断面図。
断面図。
【図３】第１の実施の形態の圧電変換素子を巻取軸を使
用して筒状体に巻上げる様子を説明する図。
用して筒状体に巻上げる様子を説明する図。
【図４】圧電変換素子の焼成温度条件の一例を示す図。
【図５】図１に示す圧電変換素子へのリード線接続方法
の第１の例を説明する図。
の第１の例を説明する図。
【図６】図１に示す圧電変換素子へのリード線接続方法
の第２の例を説明する図。
の第２の例を説明する図。
【図７】図１に示す圧電変換素子へのリード線接続方法
の第３の例を説明する図。
の第３の例を説明する図。
【図８】第２の実施の形態の圧電変換素子の構成を示す
断面図。
断面図。
【図９】図８に示す圧電変換素子へのリード線の接続方
法の第１の例を説明する図。
法の第１の例を説明する図。
【図１０】図８に示す圧電変換素子へのリード線の接続
方法の第２の例を説明する図。
方法の第２の例を説明する図。
【図１１】圧電変換素子を固定する固定部材を利用して
圧電変換素子に給電端子を接続するように構成したリー
ド線の接続方法の第１の例を説明する図。
圧電変換素子に給電端子を接続するように構成したリー
ド線の接続方法の第１の例を説明する図。
【図１２】圧電変換素子を固定する固定部材を利用して
圧電変換素子に給電端子を接続するように構成したリー
ド線の接続方法の第２の例を説明する図。
圧電変換素子に給電端子を接続するように構成したリー
ド線の接続方法の第２の例を説明する図。
【図１３】圧電変換素子を固定する固定部材及び駆動軸
を利用して圧電変換素子に給電端子を接続するように構
成したリード線の接続方法の例を説明する図。
を利用して圧電変換素子に給電端子を接続するように構
成したリード線の接続方法の例を説明する図。
【図１４】圧電変換素子を使用したアクチエータの構成
を示す断面図。
を示す断面図。
【図１５】アクチエータのスライダと駆動軸との摩擦結
合部の構成を示す断面図。
合部の構成を示す断面図。
【図１６】従来の２枚の薄板状の圧電素子を積層して筒
状に形成した圧電変換素子の一例を示す斜視図。
状に形成した圧電変換素子の一例を示す斜視図。
【図１７】図１６に示す従来の圧電変換素子の電極形成
面と積層状態を説明する図。
面と積層状態を説明する図。
【図１８】図１６に示す従来の圧電変換素子の円筒軸方
向の端面を説明する平面図。
向の端面を説明する平面図。
１０ 圧電変換素子 １１ 圧電素子 １２ 第１電極 １３ 第２電極 １２ａ、１３ａ 空洞部 １２ｂ、１３ｂ リード線 １２ｄ、１３ｄ 接触子 １２ｓ、１３ｓ ハンダ、導電性ペースト １４ 連結部 １５ 給電端子 １５ａ 保持部材 １６、１７ 給電端子 １８ 巻取軸 １９ スリット ２０ 圧電変換素子 ２１ 第１の圧電素子 ２２ 第１電極 ２２ｂ、２４ｂ リード線 ２２ｄ、２４ｄ 接触子 ２２ｅ、２４ｅ 接触子 ２３ 第２の圧電素子 ２４ 第２電極 ２５ 給電端子 ２５ａ 保持部材 ２８ 空洞部 ３１ 給電端子 ３２、３３ 接触子 ３４ 絶縁部材 ３５ 給電端子 ４１ 固定部材 ４５ 駆動軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H680 AA08 BB01 BB13 BB19 DD01 DD23 DD28 DD36 DD39 DD40 DD53 DD73 DD82 DD83 DD88 DD95 FF03 FF32 FF38 GG02 GG11 GG19
Claims (7)
- 【請求項１】 セラミックス系圧電材料で構成されたシ
ート状圧電素子とこのシート状圧電素子面に対向する２
つの電極体とを積層して構成された積層体を巻き上げて
筒状体に形成された圧電変換素子において、 前記２つの電極体の少なくとも一方を前記筒状体の内周
面に露出させ、露出された電極部分を給電端子の接合部
とするを特徴とする圧電変換素子。 - 【請求項２】 前記積層体は、セラミックス系圧電材料
で構成されたシート状の圧電素子の表裏両面に電極体を
形成した積層体であることを特徴とする請求項１記載の
圧電変換素子。 - 【請求項３】 前記積層体は、セラミックス系圧電材料
で構成されたシート状の圧電素子の表面に電極体を形成
した２枚の素子片を、電極体相互の間に圧電素子が介在
するように積層した積層体であることを特徴とする請求
項１記載の圧電変換素子。 - 【請求項４】 前記給電端子は、弾性金属で構成された
接触子を備えた給電端子であることを特徴とする請求項
１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電変換素子。 - 【請求項５】 前記給電端子は、弾性金属片で構成され
た接触子とそれを保持する不導体の保持部材から構成さ
れることを特徴とする請求項４記載の圧電変換素子。 - 【請求項６】 前記給電端子は、導電性樹脂又は導電性
ゴムから構成された給電端子であることを特徴とする請
求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電変換素子。 - 【請求項７】 前記給電端子は、導電性樹脂又は導電性
ゴムで形成された導電部とそれを保持する非導電部から
構成されることを特徴とする請求項６記載の圧電変換素
子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31683099A JP2001135873A (ja) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | 圧電変換素子 |
| US09/705,333 US6437489B1 (en) | 1999-11-08 | 2000-11-03 | Actuator utilizing piezoelectric transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31683099A JP2001135873A (ja) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | 圧電変換素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001135873A true JP2001135873A (ja) | 2001-05-18 |
Family
ID=18081403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31683099A Pending JP2001135873A (ja) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | 圧電変換素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6437489B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001135873A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005312230A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Konica Minolta Holdings Inc | ロール型電気機械変換素子 |
| JP2005347364A (ja) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 伸縮可能な圧電素子 |
| JP2013169035A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Toyoda Gosei Co Ltd | 高分子アクチュエータの取付構造 |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7548015B2 (en) * | 2000-11-02 | 2009-06-16 | Danfoss A/S | Multilayer composite and a method of making such |
| US7518284B2 (en) * | 2000-11-02 | 2009-04-14 | Danfoss A/S | Dielectric composite and a method of manufacturing a dielectric composite |
| WO2004027970A1 (en) * | 2002-09-20 | 2004-04-01 | Danfoss A/S | An elastomer actuator and a method of making an actuator |
| US8181338B2 (en) | 2000-11-02 | 2012-05-22 | Danfoss A/S | Method of making a multilayer composite |
| DE10054247C2 (de) * | 2000-11-02 | 2002-10-24 | Danfoss As | Betätigungselement und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US7233097B2 (en) * | 2001-05-22 | 2007-06-19 | Sri International | Rolled electroactive polymers |
| ATE384935T1 (de) * | 2001-12-21 | 2008-02-15 | Danfoss As | Dielektrisches betätigungsglied oder sensorstruktur und herstellungsverfahren |
| DE60328913D1 (de) * | 2002-12-12 | 2009-10-01 | Danfoss As | Berührungssensorelement und sensorgruppe |
| US6946777B2 (en) * | 2003-01-10 | 2005-09-20 | Southwest Research Institute | Polymer film composite transducer |
| ES2309502T3 (es) * | 2003-02-24 | 2008-12-16 | Danfoss A/S | Vendaje de compresion elastico electroactivo. |
| EP1596058B1 (en) * | 2004-05-14 | 2008-03-05 | Delphi Technologies, Inc. | Connector arrangement |
| JP4881062B2 (ja) * | 2006-05-15 | 2012-02-22 | キヤノン株式会社 | 積層圧電素子、その製造方法および振動波駆動装置 |
| US7880371B2 (en) * | 2006-11-03 | 2011-02-01 | Danfoss A/S | Dielectric composite and a method of manufacturing a dielectric composite |
| US7732999B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-06-08 | Danfoss A/S | Direct acting capacitive transducer |
| EP1976036A3 (en) * | 2007-03-30 | 2009-07-22 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Actuator |
| JP5602626B2 (ja) | 2007-06-29 | 2014-10-08 | アーティフィシャル マッスル，インク． | 感覚性フィードバック用途のための電気活性ポリマートランスデューサー |
| EP2239793A1 (de) | 2009-04-11 | 2010-10-13 | Bayer MaterialScience AG | Elektrisch schaltbarer Polymerfilmaufbau und dessen Verwendung |
| DE102009030693A1 (de) * | 2009-06-26 | 2010-12-30 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Elektroaktiver Elastomeraktor sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| KR20140008416A (ko) | 2011-03-01 | 2014-01-21 | 바이엘 인텔렉쳐 프로퍼티 게엠베하 | 변형가능한 중합체 장치 및 필름을 제조하기 위한 자동화 제조 방법 |
| WO2012129357A2 (en) | 2011-03-22 | 2012-09-27 | Bayer Materialscience Ag | Electroactive polymer actuator lenticular system |
| DE102011080128A1 (de) * | 2011-07-29 | 2013-01-31 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung biegbarer EAP-Generatoren |
| JP5618013B2 (ja) * | 2011-12-13 | 2014-11-05 | 株式会社村田製作所 | 積層型アクチュエータ |
| US8891222B2 (en) | 2012-02-14 | 2014-11-18 | Danfoss A/S | Capacitive transducer and a method for manufacturing a transducer |
| US8692442B2 (en) | 2012-02-14 | 2014-04-08 | Danfoss Polypower A/S | Polymer transducer and a connector for a transducer |
| US9876160B2 (en) | 2012-03-21 | 2018-01-23 | Parker-Hannifin Corporation | Roll-to-roll manufacturing processes for producing self-healing electroactive polymer devices |
| KR20150031285A (ko) | 2012-06-18 | 2015-03-23 | 바이엘 인텔렉쳐 프로퍼티 게엠베하 | 연신 공정을 위한 연신 프레임 |
| WO2014066576A1 (en) | 2012-10-24 | 2014-05-01 | Bayer Intellectual Property Gmbh | Polymer diode |
| US10985078B2 (en) * | 2015-11-06 | 2021-04-20 | Lam Research Corporation | Sensor and adjuster for a consumable |
| JP7073646B2 (ja) * | 2017-07-26 | 2022-05-24 | ヤマハ株式会社 | トランスデューサ |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3781955A (en) * | 1970-12-21 | 1974-01-01 | V Lavrinenko | Method of making a piezoelectric element |
| US4330730A (en) * | 1980-03-27 | 1982-05-18 | Eastman Kodak Company | Wound piezoelectric polymer flexure devices |
| US5559387A (en) * | 1994-05-13 | 1996-09-24 | Beurrier; Henry R. | Piezoelectric actuators |
| JPH11112046A (ja) | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Kyocera Corp | 圧電アクチュエータ及びその製造方法 |
| JPH11195819A (ja) | 1997-12-26 | 1999-07-21 | Sumitomo Metal Smi Electron Devices Inc | 圧電構造体及びその製造方法 |
| JPH11266039A (ja) | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Hitachi Ltd | 積層型圧電素子 |
| JP3579859B2 (ja) * | 1998-03-23 | 2004-10-20 | 株式会社岡村製作所 | シャッター扉付きキャビネットの側板 |
-
1999
- 1999-11-08 JP JP31683099A patent/JP2001135873A/ja active Pending
-
2000
- 2000-11-03 US US09/705,333 patent/US6437489B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005312230A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Konica Minolta Holdings Inc | ロール型電気機械変換素子 |
| JP2005347364A (ja) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 伸縮可能な圧電素子 |
| JP2013169035A (ja) * | 2012-02-14 | 2013-08-29 | Toyoda Gosei Co Ltd | 高分子アクチュエータの取付構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6437489B1 (en) | 2002-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2001135873A (ja) | 圧電変換素子 | |
| JP5669443B2 (ja) | 振動体とその製造方法及び振動波アクチュエータ | |
| JP2009124791A (ja) | 振動体及び振動波アクチュエータ | |
| JP5669452B2 (ja) | 振動体の製造方法 | |
| JP2001230462A (ja) | 圧電変換素子 | |
| JP4725432B2 (ja) | 積層型圧電素子及び圧電装置 | |
| JP2001210884A (ja) | 積層型圧電アクチュエータ | |
| JP2010219464A (ja) | 積層型圧電素子 | |
| JP6711908B2 (ja) | 圧電アクチュエータ | |
| JPH11112046A (ja) | 圧電アクチュエータ及びその製造方法 | |
| US6278222B1 (en) | Piezoelectric element, piezoelectric element manufacturing method and actuator using piezoelectric element | |
| JP5717975B2 (ja) | 振動体及び振動波アクチュエータ | |
| JP2005312230A (ja) | ロール型電気機械変換素子 | |
| JPH10284763A (ja) | 圧電アクチュエータ | |
| JP2014170926A (ja) | 振動体、その製造方法、及び振動型駆動装置 | |
| JP2007520065A (ja) | ピエゾアクチュエータならびにピエゾアクチュエータを製作する方法 | |
| JP2010199271A (ja) | 積層型圧電素子およびその製法ならびに振動体 | |
| JP3885421B2 (ja) | 圧電変換素子及びその製造方法 | |
| JPH11195818A (ja) | 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法 | |
| JPH0936450A (ja) | 積層圧電体およびその製造方法 | |
| JP2000077737A (ja) | 圧電変換素子及びその製造方法並びに圧電変換素子を使用したアクチエ−タ | |
| JP2001037262A (ja) | 圧電変換素子及び圧電変換素子を使用したアクチエータ | |
| JP2014155350A (ja) | 振動体とその製造方法及び振動型駆動装置 | |
| JP4516365B2 (ja) | 超音波モータ | |
| JP2010199272A (ja) | 積層型圧電素子およびその製法ならびに振動体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050613 |