JP2001168407A - Case-sealing type laminated piezoelectric actuator - Google Patents

Case-sealing type laminated piezoelectric actuator

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JP2001168407A
JP2001168407A JP35224699A JP35224699A JP2001168407A JP 2001168407 A JP2001168407 A JP 2001168407A JP 35224699 A JP35224699 A JP 35224699A JP 35224699 A JP35224699 A JP 35224699A JP 2001168407 A JP2001168407 A JP 2001168407A
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Japan
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case
piezoelectric actuator
laminated piezoelectric
enclosed
portions
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JP35224699A
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Japanese (ja)
Inventor
秀明 ▲高▼坂
Hideaki Kosaka
Fumio Takao
文雄 高尾
Mitsuteru Ide
光照 井手
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NEC Tokin Hyogo Ltd
Original Assignee
Tokin Ceramics Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a case-sealing type laminated piezoelectric actuator, which does not complicate a structure and a manufacturing step by an insulation process of a case terminal and a case or mounting of a lead line for applying a voltage to a case-sealing type laminated piezoelectric actuator. SOLUTION: In a case sealing type laminated piezoelectric actuator 10, respective laminated piezoelectric actuators 3 are put, in a case comprising first and second case parts 1, 2 which are individually connected directly to two end planes in a laminating direction, and the first and second case parts 1, 2 are respectively brought directly into contact with the two end planes in the laminating direction to be electrically connected, and also the first and second case parts 1, 2 are away from each other to be electrically insulated.

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、電圧を加えて変位
又は力を生じさせる積層型圧電アクチュエータにおい
て、積層型圧電アクチュエータの外部電極構造および積
層型圧電アクチュエータをケースに封入したケース封入
型積層型圧電アクチュエータのケース構造に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-layer piezoelectric actuator which generates displacement or force by applying a voltage, and more particularly to a case-encapsulation type multi-layer piezoelectric actuator in which the external electrode structure of the multi-layer piezoelectric actuator and the multi-layer piezoelectric actuator are sealed in a case. The present invention relates to a case structure of a piezoelectric actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、図5に示される積層型圧電アクチ
ュエータが提案されている。図5は従来の積層型アクチ
ュエータの外観を示す斜視図である。図5を参照する
と、従来の積層型圧電アクチュエータ3は、圧電セラミ
ック層56と、内部電極層55とを交互に且つ内部電極
層55の端部が積層方向の対向する側面に互い違いに露
出するように積層して、内部電極層が露出する対向側面
に夫々外部電極4を形成したものである。夫々の外部電
極4,4には、電圧印加用のリード線14を接続するた
めに半田付けした半田付け部53aが形成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a multilayer piezoelectric actuator shown in FIG. 5 has been proposed. FIG. 5 is a perspective view showing the appearance of a conventional laminated actuator. Referring to FIG. 5, in the conventional multilayer piezoelectric actuator 3, the piezoelectric ceramic layers 56 and the internal electrode layers 55 are alternately arranged such that the ends of the internal electrode layers 55 are alternately exposed to the opposing side surfaces in the laminating direction. And external electrodes 4 are formed on the opposing side surfaces where the internal electrode layers are exposed. Each of the external electrodes 4 and 4 is formed with a soldered portion 53a which is soldered to connect the lead wire 14 for voltage application.

【0003】このような構成の従来の積層型アクチュエ
ータ3においては、積層型圧電アクチュエータ3に外力
が加わった場合、欠けなどの破損を招いてしまうこと
や、対向する極性の内部電極55が近接して露出する面
にキズがついた場合、露出している内部電極55がキズ
に沿ってのばされ、内部電極55間隔が部分的に狭くな
ったり、さらにはショートしてしまう場合もある。
In the conventional laminated actuator 3 having such a configuration, when an external force is applied to the laminated piezoelectric actuator 3, breakage such as chipping may be caused, or the internal electrodes 55 of opposite polarity may be close to each other. If the exposed surface is flawed, the exposed internal electrode 55 may be stretched along the flaw and the interval between the internal electrodes 55 may be partially narrowed or even short-circuited.

【0004】さらには、水分や導電物の付着により積層
型圧電アクチュエータ3がショートしてしまう欠点があ
るため、ケース51に封入する技術が用いられていた。
Further, since there is a disadvantage that the laminated piezoelectric actuator 3 is short-circuited due to adhesion of moisture or a conductive material, a technique of sealing the piezoelectric actuator 3 in a case 51 has been used.

【0005】図6は従来のケース封入型積層型圧電アク
チュエータを示す図で、図6(a)は上面図、図6
(b)は断面図である。図6(a)及び(b)に示すよ
うに、ケース封入型積層型圧電アクチュエータ50は、
積層型アクチュエータの側面に対向するように外部電極
4,4を形成して、側面にばね機構52を備えたケース
51内に、両端面がケース51の上下端部の内壁に接触
するように封入していた。また、接触部は接着剤61に
よって固定されていた。
FIG. 6 is a view showing a conventional case-enclosed laminated piezoelectric actuator. FIG. 6 (a) is a top view and FIG.
(B) is a sectional view. As shown in FIGS. 6A and 6B, the case-enclosed multilayer piezoelectric actuator 50 includes:
External electrodes 4 and 4 are formed so as to face the side surfaces of the multilayer actuator, and are sealed in a case 51 provided with a spring mechanism 52 on the side surfaces so that both end surfaces contact the inner walls of the upper and lower ends of the case 51. Was. Further, the contact portion was fixed by the adhesive 61.

【0006】この積層型アクチュエータ3の外部電極
4,4には、リード線60,60の一端を半田53a付
けし、他端を電圧印加用端子58,58に半田53b付
け接続して、この電圧印加用端子58,58をケース5
1外部に引き出していた。このケース51は、導電材料
でできており、溶接等により一体化し、さらには、電気
的に導通していたため、電圧印加用端子58をケース5
1と絶縁処理を施した絶縁処理部59を形成して、使用
していた。このため、ケース51の構造はおよび製造工
程は複雑化していた。
To the external electrodes 4 and 4 of the multilayer actuator 3, one ends of lead wires 60 and 60 are attached with solder 53a, and the other ends are connected to voltage application terminals 58 and 58 with solder 53b. Applying terminals 58 and 58 to case 5
1 had been pulled out. The case 51 is made of a conductive material, is integrated by welding or the like, and is electrically connected.
Insulation processing part 59 which performed insulation processing with 1 was formed and used. For this reason, the structure of the case 51 and the manufacturing process are complicated.

【0007】さらには、この様な構造の場合、ケース封
入型積層型圧電アクチュエータを装置に取り付ける場
合、電圧印加用端子58に、リード線14を半田53c
で接続する工法が用いられていた。このため、ケース封
入型積層型圧電アクチュエータを装置に取り付ける場
合、装置側では、リード線14を通すための加工を行う
必要があり、さらには、装置の電圧印加用端子58,5
8との配線をリード線の接続により行う必要があった。
Further, in the case of such a structure, when the case-enclosed laminated piezoelectric actuator is attached to the device, the lead wire 14 is connected to the voltage application terminal 58 by the solder 53c.
Connection method was used. Therefore, when attaching the case-enclosed laminated piezoelectric actuator to the device, it is necessary to perform processing for passing the lead wire 14 on the device side, and further, the voltage application terminals 58 and 5 of the device are required.
8 had to be performed by connecting lead wires.

【0008】また、積層型圧電セラミック3の外部電極
4と電圧印加用端子58の電気的接続は、リード線60
を半田により半田付け部53a,53bを形成して接続
していたが、半田付け工程および高温で使用した場合、
外部電極4が半田付け部53a,53b内に拡散し強度
の低下および半田付け部53a,53bの取れにより断
線してしまう事があった。
The electrical connection between the external electrode 4 of the multilayer piezoelectric ceramic 3 and the voltage application terminal 58 is made by a lead wire 60.
Are connected by forming soldering portions 53a and 53b by soldering, but when used in a soldering process and at a high temperature,
In some cases, the external electrode 4 is diffused into the soldering portions 53a and 53b, resulting in a decrease in strength and disconnection due to the removal of the soldering portions 53a and 53b.

【0009】図6を再び参照して、積層型圧電アクチュ
エータ3をケース51に封入する場合、積層型圧電アク
チュエータ3を複数の金属部材から成るケース51に入
れ、複数のケース部材を溶接等により一体化する技術が
用いられていた。
Referring to FIG. 6 again, when enclosing the laminated piezoelectric actuator 3 in the case 51, the laminated piezoelectric actuator 3 is put in a case 51 made of a plurality of metal members, and the plurality of case members are integrated by welding or the like. Technology was used.

【0010】よって、ケース51全体が電気的に導通し
ているために、ケース端子58とケース51間を絶縁処
理59し、積層型圧電アクチュエータ3の対向する外部
電極4間がケース51によりショートする事を防ぐ技術
が用いられていた。
Therefore, since the entire case 51 is electrically conductive, the case terminal 58 and the case 51 are insulated 59 and the opposing external electrodes 4 of the multilayer piezoelectric actuator 3 are short-circuited by the case 51. Techniques to prevent things were being used.

【0011】また、ケース端子58と積層型圧電アクチ
ュエータ3の外部電極4の電気的接続には半田53接続
により、リード線60を使用する技術が用いられてい
た。
In addition, a technique using a lead wire 60 by solder 53 connection has been used for the electrical connection between the case terminal 58 and the external electrode 4 of the multilayer piezoelectric actuator 3.

【0012】さらには、ケース11にバネ機構12を備
え付けない構造では、ケース11の拘束力が大きいため
に、ケース11に封入する前の積層型圧電アクチュエー
タ3に比較し、変位量が低下してしまうため、ケース1
1に伸縮可能なバネ機構12を備えつける技術が用いら
れていた。
Further, in the structure in which the case 11 is not provided with the spring mechanism 12, the amount of displacement is reduced as compared with the laminated piezoelectric actuator 3 before enclosing in the case 11, since the binding force of the case 11 is large. Case 1
A technique of providing a retractable spring mechanism 12 in the first embodiment has been used.

【0013】また、ケース51と積層型圧電アクチュエ
ータ3の熱膨張に差があるため、使用環境温度を上昇さ
せると、ケース51と積層型圧電アクチュエータ3の積
層方向端部(変位面)の間に空間が生じ、ケース封入型
積層型圧電アクチュエータとしては、変位量が低下する
ため、使用温度範囲内では、ケース51と積層型圧電ア
クチュエータ3の積層方向端部(変位面)の間に空間が
生じない様に、積層型圧電アクチュエータ3の積層方向
に圧縮力が加わる状態でケース封入を行う技術が用いら
れていた。
Further, since there is a difference in thermal expansion between the case 51 and the multilayer piezoelectric actuator 3, when the operating environment temperature is increased, the case 51 and the multilayer piezoelectric actuator 3 are placed between the ends (displacement surfaces) in the stacking direction. Since a space is generated and the amount of displacement of the case-enclosed laminated piezoelectric actuator is reduced, a space is generated between the case 51 and the end (displacement surface) of the laminated piezoelectric actuator 3 in the laminating direction within the operating temperature range. To prevent this, a technique has been used in which the case is sealed in a state where a compressive force is applied in the stacking direction of the stacked piezoelectric actuator 3.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
においては、積層型圧電アクチュエータ3に、外力によ
る積層型圧電アクチュエータ3の欠けなどの破損を生じ
させてしまうことや、さらには、水分や導電物の付着に
より積層型圧電アクチュエータ3がショートしてしまう
欠点を除去するために、ケース51に封入するケース封
入型積層型圧電アクチュエータが用いられていた。
As described above, in the prior art, the multilayer piezoelectric actuator 3 is liable to be damaged due to external force, such as chipping of the multilayer piezoelectric actuator 3, and furthermore, it is difficult for the multilayer piezoelectric actuator 3 to be damaged by moisture or water. In order to eliminate the disadvantage that the laminated piezoelectric actuator 3 is short-circuited due to the adhesion of a conductive material, a case-enclosed laminated piezoelectric actuator that is enclosed in a case 51 has been used.

【0015】しかし、従来のケース封入型積層型圧電ア
クチュエータ50の場合、ケース51全体が電気的に導
通しているため、片方の極性もしくは両方の極性のケー
ス端子58をケース51と絶縁処理する必要があり、ケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータの製造工程を複雑
化してしまうという欠点がある。
However, in the case of the conventional case-enclosed laminated piezoelectric actuator 50, since the entire case 51 is electrically conductive, it is necessary to insulate the case terminal 58 of one or both polarities from the case 51. However, there is a disadvantage that the manufacturing process of the case-enclosed laminated piezoelectric actuator is complicated.

【0016】また、ケース端子58と積層型圧電アクチ
ュエータ3の外部電極4の電気的導通は、ケース端子5
8と積層型圧電アクチュエータ3の外部電極4の電気的
接続を半田53付けによって、リード線60により行っ
ていたため、構造が複雑化してしまう欠点や、さらに
は、外部電極材4が半田13内に拡散し強度の低下を招
く欠点がある。
The electrical connection between the case terminal 58 and the external electrode 4 of the multilayer piezoelectric actuator 3 is determined by the case terminal 5
Since the electrical connection between the external electrode 8 and the external electrode 4 of the multilayer piezoelectric actuator 3 is made by the lead wire 60 by soldering 53, the structure becomes complicated, and further, the external electrode material 4 is placed in the solder 13. There is a disadvantage that it is diffused and lowers the strength.

【0017】また、ケース51にバネ機構12を設けた
構造の場合、変位量の低下は減らす事が可能であるが、
ケース51を複雑化してしまう様な欠点がある。
Further, in the case of the structure in which the spring mechanism 12 is provided in the case 51, it is possible to reduce the decrease in the displacement amount.
There is a disadvantage that the case 51 is complicated.

【0018】また、ケース51と積層型圧電アクチュエ
ータ3の熱膨張に差によって、温度上昇によりケース封
入型積層型圧電アクチュエータ50の変位量低下を無く
すために、積層型圧電アクチュエータ3の積層方向に圧
縮力が加わる状態でケース封入を行う場合、ケース封入
時の工程を複雑化する欠点がある。
Also, due to the difference in thermal expansion between the case 51 and the multi-layer piezoelectric actuator 3, a compression in the stacking direction of the multi-layer piezoelectric actuator 3 is performed in order to prevent a decrease in displacement of the case-enclosed multi-layer piezoelectric actuator 50 due to a rise in temperature. When enclosing the case in a state where a force is applied, there is a disadvantage that the process of enclosing the case is complicated.

【0019】そこで、本発明の一技術的課題は、ケース
封入型積層型圧電アクチュエータに電圧を印加のため
に、ケース端子とケースの絶縁処理や、リード線の取り
付けにより構造および製造工程が複雑化することのない
ケース封入型積層型圧電アクチュエータを提供すること
にある。
Therefore, one technical problem of the present invention is that the structure and the manufacturing process are complicated by insulating the case terminals and the case and attaching the lead wires in order to apply a voltage to the case-enclosed laminated piezoelectric actuator. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a case-enclosed laminated piezoelectric actuator which does not need to be performed.

【0020】また、本発明のもう一つの技術的課題は、
半田付けによる半田と外部電極との強度低下による導通
不良やケース形状による変位量の低下を排除するための
バネ機構の追加によるケースが複雑化することのないケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータを提供することに
ある。
Further, another technical problem of the present invention is that
Provided is a case-enclosed laminated piezoelectric actuator that does not become complicated due to the addition of a spring mechanism for eliminating a conduction failure due to a decrease in strength between solder and an external electrode due to soldering and a decrease in displacement due to a case shape. It is in.

【0021】また、本発明のさらにもう一つの技術的課
題は、温度変化によるケースと積層型圧電アクチュエー
タの熱膨張による変位量への影響を排除するためにケー
ス及びケース封入工程が複雑化することのないケース封
入型積層型圧電アクチュエータを提供することにある。
Still another technical problem of the present invention is that the case and the case enclosing process are complicated in order to eliminate the influence of the temperature change on the displacement amount due to the thermal expansion of the case and the multilayer piezoelectric actuator. It is an object of the present invention to provide a case-enclosed type laminated piezoelectric actuator without any problem.

【0022】[0022]

【課題が解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも1層の圧電セラミック層と少なくとも2層の内部電
極層とを備え、その側面に前記内部電極が1対以上の対
向電極と成るように外部電極を形成した積層型圧電アク
チュエータにおいて、前記積層型圧電アクチュエータを
積層方向の2端面に各々別々に直接接続される、第1及
び第2のケース部から成るケースに入れ、前記積層方向
の2端面に前記第1及び第2のケース部を夫々直接接続
するとともに、前記第1及び第2のケース部同士が互い
に離間して電気的に絶縁されていることを特徴とするケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータが得られる。
According to the present invention, at least one piezoelectric ceramic layer and at least two internal electrode layers are provided, and on one side thereof, the internal electrodes constitute one or more pairs of counter electrodes. In the laminated piezoelectric actuator having external electrodes formed thereon, the laminated piezoelectric actuator is placed in a case composed of first and second case portions which are directly connected to two end surfaces in the laminating direction, respectively. The case-encapsulated type laminate, wherein the first and second case portions are directly connected to two end surfaces, respectively, and the first and second case portions are separated from each other and are electrically insulated. A piezoelectric actuator is obtained.

【0023】また、本発明によれば、前記ケース封入型
積層型圧電アクチュエータにおいて、前記第1及び第2
のケース部を導電材質とし、前記第1及び第2のケース
の内の一方を前記積層型圧電アクチュエータの外部電極
の一方と電気的導通のある状態で接続し、また、前記第
1及び第2のケース部の他方と前記積層型圧電アクチュ
エータの前記一方のケース部と接続したものとは異なる
極性の前記積層型圧電アクチュエータの外部電極とを電
気的に導通のある状態で接続し、前記第1及び第2のケ
ース部を電圧印加端子とした事を特徴とするケース封入
型積層型圧電アクチュエータが得られる。
Further, according to the present invention, in the case-enclosed laminated piezoelectric actuator, the first and second piezoelectric actuators may be provided.
Is made of a conductive material, and one of the first and second cases is connected to one of the external electrodes of the multilayer piezoelectric actuator in an electrically conductive state, and the first and second cases are connected to each other. The other of the case portions and an external electrode of the multilayer piezoelectric actuator having a different polarity from that connected to the one case portion of the multilayer piezoelectric actuator in an electrically conductive state; In addition, a case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized in that the second case portion is a voltage application terminal is obtained.

【0024】また、本発明によれば、前記いずれかのケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、前記積
層型圧電アクチュエータの外部電極と、前記第1及び第
2のケース部とを、夫々導電塗料により接続した事を特
徴とするケース封入型ケース封入型積層型圧電アクチュ
エータが得られる。
Further, according to the present invention, in any of the above-mentioned case-enclosed type laminated piezoelectric actuators, the external electrodes of the laminated piezoelectric actuator and the first and second case portions are each made of a conductive paint. A case-enclosed-type laminated piezoelectric actuator characterized by being connected is obtained.

【0025】また、本発明によれば、前記いずれかのケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、前記ケ
ースに封入する積層型圧電アクチュエータの外部電極を
積層方向の端面まで電気的に導通のある状態で構成した
事を特徴とするケース封入型積層型圧電アクチュエータ
が得られる。
Further, according to the present invention, in any of the above-mentioned case-enclosed laminated piezoelectric actuators, the external electrodes of the laminated piezoelectric actuator enclosed in the case are electrically connected to an end surface in the laminating direction. A case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized by having the above configuration is obtained.

【0026】また、本発明によれば、前記ケース封入型
積層型圧電アクチュエータにおいて、前記積層型圧電ア
クチュエータの、前記外部電極が前記内部電極と接続さ
れる面と、その外部電極が積層方向端面まで形成されて
いる面の間の角部を面取りした事を特徴とするケース封
入型積層型圧電アクチュエータが得られる。
Further, according to the present invention, in the case-enclosed laminated piezoelectric actuator, the surface of the laminated piezoelectric actuator in which the external electrodes are connected to the internal electrodes and the external electrodes extend to an end surface in the laminating direction. A case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized in that the corners between the formed surfaces are chamfered.

【0027】また、本発明によれば、前記いずれかに記
載のケース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、
当該ケース封入型積層型圧電アクチュエータの使用温度
範囲での前記ケースおよび前記積層型圧電アクチュエー
タの熱膨張による寸法変化や外部応力による前記ケース
および前記積層型圧電アクチュエータの寸法変化や、前
記積層型圧電アクチュエータの駆動による寸法変化が発
生しても、積層方向の2端面に各々別々に接続される前
記第1及び第2のケース部が互いに接触しない様に構成
した事を特徴とするケース封入型積層型圧電アクチュエ
ータが得られる。
According to the present invention, in the case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to any of the above,
Dimensional change of the case and the laminated piezoelectric actuator due to thermal expansion and external stress of the case and the laminated piezoelectric actuator in the use temperature range of the case-enclosed laminated piezoelectric actuator, and the laminated piezoelectric actuator Wherein the first and second case portions separately connected to the two end faces in the stacking direction are not in contact with each other even if a dimensional change occurs due to the driving of the case. A piezoelectric actuator is obtained.

【0028】また、本発明によれば、前記いずれかのケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、前記第
1及び第2のケース部間に弾性部材を少なくとも1つ設
け、前記ケースの内部と外部とを遮断した事を特徴とす
るケース封入型積層型圧電アクチュエータが得られる。
Further, according to the present invention, in any one of the above-mentioned case-enclosed type laminated piezoelectric actuators, at least one elastic member is provided between the first and second case portions, and the inside and outside of the case are connected to each other. , A case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized in that the above-mentioned is cut off.

【0029】また、本発明によれば、前記ケース封入型
積層型圧電アクチュエータにおいて、前記弾性部材は、
振動や長期の駆動においても、前記第1及び第2のケー
ス部の間で初期の位置から移動しない様に配置した事を
特徴とするケース封入型積層型圧電アクチュエータが得
られる。
According to the present invention, in the case-enclosed laminated piezoelectric actuator, the elastic member may be
A case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized in that it is arranged so as not to move from the initial position between the first and second case portions even during vibration or long-term driving.

【0030】また、本発明によれば、前記いずれかのケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、前記弾
性部材は、振動や長期の駆動においても、前記第1及び
第2のケース部の間で初期の位置から移動しない様に、
前記第1及び第2のケースの内のいずれか一方または両
方に、弾性部材移動防止用加工を施した事を特徴とする
ケース封入型積層型圧電アクチュエータが得られる。
Further, according to the present invention, in any of the case-enclosed type laminated piezoelectric actuators, the elastic member is provided between the first and second case portions even when vibrating or driving for a long time. Not to move from the position of
A case-enclosed laminated piezoelectric actuator is characterized in that one or both of the first and second cases are subjected to an elastic member movement preventing process.

【0031】また、本発明によれば、前記いずれかのケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、前記弾
性部材を絶縁体とした事を特徴とするケース封入型積層
型圧電アクチュエータが得られる。
Further, according to the present invention, there is provided a case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to any one of the above-mentioned case-enclosed laminated piezoelectric actuators, wherein the elastic member is an insulator.

【0032】また、本発明によれば、前記いずれかのケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、当該ケ
ース挿入型積層型圧電アクチュエータの使用温度範囲で
の前記一対のケースおよび前記積層型圧電アクチュエー
タの熱膨張による寸法変化及び外部応力による前記一対
のケースおよび前記積層型圧電アクチュエータの寸法変
化や、前記積層型圧電アクチュエータの駆動による寸法
変化が発生しても、積層方向の2端面に各々別々に直接
接続される前記一対のケースの各々と弾性材料6の間に
空間が生じない状態以上まで、前記弾性部材を圧縮し製
造した事を特徴とするケース封入型積層型圧電アクチュ
エータが得られる。
Further, according to the present invention, in any one of the above-mentioned case-enclosed type laminated piezoelectric actuators, the heat of the pair of cases and the laminated type piezoelectric actuator within the operating temperature range of the case-inserted type laminated piezoelectric actuator. Even if a dimensional change of the pair of cases and the multi-layer piezoelectric actuator due to dimensional change due to expansion and an external stress or a dimensional change due to driving of the multi-layer piezoelectric actuator occurs, each of them is directly connected separately to the two end faces in the stacking direction. The case-enclosed laminated piezoelectric actuator is characterized in that the elastic member is compressed and manufactured to a state where no space is formed between each of the pair of cases and the elastic material 6.

【0033】また、本発明によれば、前記いずれかのケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、前記第
1及び第2のケース部の片方もしくは両方に電圧印加用
端子を設けた事を特徴とするケース封入型積層型圧電ア
クチュエータが得られる。
Further, according to the present invention, in any of the above-mentioned case-enclosed laminated piezoelectric actuators, a voltage application terminal is provided on one or both of the first and second case portions. A case-enclosed laminated piezoelectric actuator is obtained.

【0034】さらに、本発明によれば、前記いずれかの
ケース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、前記
第1及び第2のケース部の表面の一部または全部に絶縁
処理を施した事を特徴とするケース封入型積層型圧電ア
クチュエータが得られる。
Further, according to the present invention, in any one of the above-mentioned case-enclosed type laminated piezoelectric actuators, a part or all of the surface of the first and second case portions is subjected to an insulation treatment. Thus, a case-enclosed laminated piezoelectric actuator is obtained.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下に発明による実施例を、図面
を参照して更に説明する。
Embodiments of the present invention will be further described below with reference to the drawings.

【0036】図1は、本発明の第1の実施の形態による
ケース封入型積層型圧電アクチュエータを示す図で、図
1(a)は斜視図、図1(b)は上面図、図1(c)は
断面図である。図1(a),(b),及び(c)に示す
ように、電圧を印加のためケースを第1及び第2のケー
ス部1,2内とし、この第1及び第2のケース部1,2
に積層型圧電アクチュエータ3が挿入されている。
FIG. 1 is a view showing a case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a perspective view, FIG. 1 (b) is a top view, and FIG. c) is a sectional view. As shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c), a case for applying a voltage is set in the first and second case portions 1 and 2, and the first and second case portions 1 are used. , 2
The piezoelectric actuator 3 is inserted into the piezoelectric actuator 3.

【0037】第1及び第2のケース部1,2に封入する
積層型圧電アクチュエータ3は、リード線及び半田付け
部が設けられていない他は、図5に示すものとほぼ同様
な形状を有し、断面形状が5×5mmであり、さらに
は、電圧印加時の変位取り出し方向が60mmの直方体
であり、変位取り出し方向に内部電極(図5の符号5
5)と圧電セラミック層(図5の符号56)が積層され
た構造となっている。さらには、積層されている内部電
極層が1層毎に対向電極となるように構成され、さら
に、内部電極との電気的導通を確保するための外部電極
4は対向する5×60mmの面に形成され、さらには、
対向する外部電極4は各々対向する変位面、即ち、上下
端面まで延長され形成されている。このように、ケース
封入型積層型圧電アクチュエータを製造する際、2点の
ケース部1,2が積層型圧電アクチュエータ3の積層方
向の2端面に各々別々に接続される状態で封入する事に
より、積層型圧電アクチュエータ3の外力による破損を
防止することができる。
The laminated piezoelectric actuator 3 enclosed in the first and second case portions 1 and 2 has substantially the same shape as that shown in FIG. 5, except that no lead wire and no soldering portion are provided. In addition, it is a rectangular parallelepiped having a cross-sectional shape of 5 × 5 mm and a displacement taking-out direction at the time of voltage application of 60 mm, and an internal electrode (reference numeral 5 in FIG.
5) and a piezoelectric ceramic layer (reference numeral 56 in FIG. 5) are laminated. Further, the laminated internal electrode layers are configured so as to serve as a counter electrode for each layer, and the external electrode 4 for ensuring electrical conduction with the internal electrode is provided on the opposing surface of 5 × 60 mm. Formed, and furthermore,
The opposing external electrodes 4 extend to opposing displacement surfaces, that is, upper and lower end surfaces. As described above, when manufacturing the case-enclosed laminated piezoelectric actuator, the two case portions 1 and 2 are encapsulated in a state where they are separately connected to the two end surfaces of the laminated piezoelectric actuator 3 in the laminating direction, respectively. The multilayer piezoelectric actuator 3 can be prevented from being damaged by an external force.

【0038】また、積層型圧電アクチュエータ3の外部
電極4がまたがる2つの面の間は、外部電極4の断線防
止の為、あらかじめ面取り部19が形成されている。
A chamfered portion 19 is formed between two surfaces of the laminated piezoelectric actuator 3 which straddle the external electrodes 4 in order to prevent the external electrodes 4 from being disconnected.

【0039】また、第1のケース部1と第2のケース部
2の材質は、SUS316を使用した。第1のケース部
1と第2のケース部2は、積層型圧電アクチュエータ3
の積層方向の端面に各々導電接着剤(導電塗料)5で接
続され、対向する外部電極4と各々別々に電気的に導通
している。
The material of the first case 1 and the second case 2 is SUS316. The first case part 1 and the second case part 2 include a multilayer piezoelectric actuator 3
Are connected by conductive adhesive (conductive paint) 5 to the end faces in the laminating direction, and are respectively electrically connected to the opposing external electrodes 4 separately.

【0040】このように、第1及び第2のケース部1,
2が電圧印加端子となるように、第1及び第2のケース
部1,2を導電材料(SUS316)で製造し、さらに
は、第1及び第2のケース部1,2のそれぞれと積層型
圧電アクチュエータ3の外部電極4の一方ずつが電気的
に導通する様に構成している。
As described above, the first and second case parts 1, 1
The first and second case portions 1 and 2 are made of a conductive material (SUS316) so that 2 serves as a voltage application terminal. Each of the external electrodes 4 of the piezoelectric actuator 3 is configured to be electrically conductive.

【0041】従って、ケースおよび製造工程の簡素化を
行い、さらには、半田を排除する事により,半田強度低
下等による導通不良を防止するように構成されている。
Accordingly, the case and the manufacturing process are simplified, and furthermore, by eliminating the solder, the configuration is made to prevent conduction failure due to a decrease in solder strength or the like.

【0042】さらに、積層型圧電アクチュエータ3の積
層方向端面の上方より見た場合、第1のケース部1を第
2のケース部2が3mm幅で覆う様にし、積層面に垂直
な方向の断面では、積層方向に対し、0.9mmの空間
を持つように、さらに、積層面方向の断面では、第1の
ケース部1の外径は、第2のケース部2の内径より0.
5mm小さくし、第1のケース部1と第2のケース部2
は互いに接触しないように製造を行った。なお、第2の
ケース2はケース封入型積層型アクチュエータを製造す
る過程で2つの部材を溶接により一体化している。
Further, when viewed from above the end face in the stacking direction of the stacked piezoelectric actuator 3, the second case section 2 covers the first case section 1 with a width of 3 mm, and the cross section in the direction perpendicular to the stacking plane. Then, the outer diameter of the first case portion 1 is set to be larger than the inner diameter of the second case portion 2 by a distance of 0.9 mm so as to have a space of 0.9 mm in the laminating direction.
5 mm smaller, the first case 1 and the second case 2
Were manufactured so as not to contact each other. In the second case 2, two members are integrated by welding in the process of manufacturing the case-enclosed laminated actuator.

【0043】また、図5の従来の積層型圧電アクチュエ
ータ3の場合、積層型圧電アクチュエータ3に外力が加
わった場合、欠けなどの破損を招いてしまうことや、対
向する極性の内部電極が近接して露出する面にキズがつ
いた場合、露出している内部電極がキズに沿ってのばさ
れ、内部電極間隔が部分的に狭くなったり、さらにはシ
ョートしてしまうような不都合を生じている。
Further, in the case of the conventional multilayer piezoelectric actuator 3 shown in FIG. 5, when an external force is applied to the multilayer piezoelectric actuator 3, breakage such as chipping may be caused, or the internal electrodes of opposite polarity may be close to each other. If the exposed surface is scratched, the exposed internal electrodes are stretched along the scratches, causing a problem that the interval between the internal electrodes is partially narrowed or short-circuited. .

【0044】しかし、本発明の第1の実施の形態による
ケース封入型積層型圧電アクチュエータ10の場合、積
層型圧電アクチュエータ3が2つの第1及び第2のケー
ス部1,2に保護されているため、2つのケース部1,
2の隙間以上のものが直接接触し、積層型圧電アクチュ
エータ3を破損したりキズがつくことを防ぐことができ
る。
However, in the case of the case-enclosed multilayer piezoelectric actuator 10 according to the first embodiment of the present invention, the multilayer piezoelectric actuator 3 is protected by the two first and second case portions 1 and 2. Therefore, two case parts 1
It is possible to prevent the two or more gaps from directly contacting each other to prevent the laminated piezoelectric actuator 3 from being damaged or damaged.

【0045】なお、第1の実施の形態とは異なった断面
形状のケースや圧電積層型アクチュエータを使用した場
合でも、積層型圧電アクチュエータ3をケースに封入す
る事により同様の効果が得られる。
Even when a case having a different cross-sectional shape from that of the first embodiment or a piezoelectric laminated actuator is used, the same effect can be obtained by enclosing the laminated piezoelectric actuator 3 in the case.

【0046】また、図6の従来のケース封入型積層型圧
電アクチュエータの場合、ケースが導電材料でできてお
り、溶接等により一体化し、さらには、電気的に導通し
ていたため、電圧印加用端子をケースに対して絶縁処理
を施し使用していた。このため、ケース構造および製造
工程は複雑化していた。さらには、この従来の様な構造
の場合、ケース封入型積層型圧電アクチュエータを装置
に取り付ける場合、電圧印加用端子にリード線を半田で
接続する工法が用いられていた。このため、ケース封入
型積層型圧電アクチュエータ50を装置に取り付ける場
合、装置側では、リード線を通すための加工を行う必要
があり、さらに、装置の電圧印加用端子との配線をリー
ド線の接続により行う必要があった。
In the case of the conventional case-enclosed laminated piezoelectric actuator shown in FIG. 6, the case is made of a conductive material, is integrated by welding or the like, and is electrically connected. Was insulated from the case and used. For this reason, the case structure and the manufacturing process have been complicated. Furthermore, in the case of this conventional structure, a method of connecting a lead wire to a voltage applying terminal by soldering when a case-enclosed laminated piezoelectric actuator is attached to a device has been used. For this reason, when attaching the case-enclosed laminated piezoelectric actuator 50 to the device, it is necessary to perform processing for passing the lead wire on the device side, and furthermore, to connect the wiring with the voltage application terminal of the device to the connection of the lead wire. Had to be done.

【0047】また、従来においては、積層型圧電セラミ
ックの外部電極と電圧印加用端子の電気的接続は、リー
ド線を半田により接続していたが、半田付け工程および
高温で使用した場合、外部電極が半田内に拡散し強度の
低下および半田取れにより断線してしまう事があった。
In the prior art, the electrical connection between the external electrode of the laminated piezoelectric ceramic and the terminal for voltage application has been achieved by connecting the lead wires by soldering. May be diffused into the solder and the wire may be broken due to a decrease in strength and removal of the solder.

【0048】これに対して、図1に示す本発明の第1の
実施の形態の場合、第1及び第2のケース部1,2が各
々電圧印加用端子となっているため構造の簡素化が可能
となり、さらには、外観および構造を乾電池やボタン電
池と同様にすることができ、この様な構造の製品を取り
付ける装置側の構造を単純化し、かつ装着および電圧の
印加を容易にすることができる。
On the other hand, in the case of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the structure is simplified since the first and second case portions 1 and 2 are each a voltage application terminal. In addition, the appearance and structure can be made similar to that of a dry battery or a button battery, simplifying the structure of the device side for mounting a product having such a structure, and facilitating mounting and application of voltage. Can be.

【0049】また、本発明の第1の実施の形態によれ
ば、積層型圧電セラミックの外部電極4と電圧印加用端
子58を半田を使用せずに接続出きるため、半田による
外部電極4との強度低下による断線を防止する事が可能
となる。
Further, according to the first embodiment of the present invention, since the external electrode 4 of the laminated piezoelectric ceramic and the voltage application terminal 58 can be connected without using solder, the external electrode 4 made of solder can be connected. It is possible to prevent disconnection due to a decrease in the strength of the wire.

【0050】なお、第1の実施の形態とは異なった形状
のケースを使用した場合でも、ケースに導電材料を使用
し、2つのケースと積層型圧電アクチュエータ3の2つ
の外部電極4と各々別々に電気的に導通するように接続
し、さらには、2つのケース同士が電気的に導通しない
様に製造する事により同様の効果が得られる。
Even when a case having a shape different from that of the first embodiment is used, a conductive material is used for the case, and the two cases and the two external electrodes 4 of the multilayer piezoelectric actuator 3 are separately provided. The same effect can be obtained by connecting the two cases so as to be electrically conductive and further manufacturing the two cases so as not to be electrically conductive.

【0051】さらには、2つのケースと外部電極4の電
気的導通は導電塗料以外の接続方法でも半田を使用せず
に導通の確保さえ行えれば、いかなる工法でも、半田取
れによる断線を防止できる。
Furthermore, the electrical connection between the two cases and the external electrode 4 can be prevented by any method as long as the connection can be ensured without using solder even by a connection method other than the conductive paint. .

【0052】また、図1に示す本発明の実施の形態によ
る積層型圧電アクチュエータにおいて、第1のケース部
1と第2のケース部2との間には、積層方向に対し常温
(25℃)の場合、0.9mmの空間を持つように製造
されているが、これの限定理由について説明する。
Further, in the multilayer piezoelectric actuator according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a normal temperature (25 ° C.) is provided between the first case 1 and the second case 2 in the stacking direction. Is manufactured to have a space of 0.9 mm, the reason for the limitation will be described.

【0053】図1に示す本発明の第1の実施の形態によ
るケース封入型積層型圧電アクチュエータの使用温度範
囲は−40℃から100℃として、さらには、最大変位
量は60μmであるとして設計を行った。
The operating temperature range of the case-enclosed multilayer piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is -40 ° C. to 100 ° C., and the maximum displacement is 60 μm. went.

【0054】ケース封入型積層型圧電アクチュエータを
温度を変えて使用する場合、電圧を印加しない場合で
は、第1のケース部1と第2のケース部2の積層方向に
対する隙間bは、図1中のa部での第2のケース部2と
積層型圧電アクチュエータ3の熱膨張によって変化す
る。これは、変位方向において、a部以外は同材質によ
り製造されているため、温度を変化させた場合でも、同
量の膨張または収縮をするためである。ここで、第1及
び第2のケース部1,2は16×10−6/℃の熱膨張
係数を持っており、分極処理を行った積層型圧電アクチ
ュエータは、−7.5×10−6/℃の熱膨張係数をも
っているため、−40℃の場合では、a部での第2のケ
ース部2の寸法は 0.0624mm収縮し、積層型圧
電アクチュエータ3は、0.02925mm膨張する。
よって、常温(25℃)から−40℃にした場合、第1
のケース部1と第2のケース部2の積層方向に対する隙
間bは0.09165mm縮む。また、積層型圧電アク
チュエータ3に電圧を印加した場合は、最大で60μm
の変位量(60μmの寸法増)を持っているため、ケー
ス1とケース2の積層方向に対する隙間bは変位方向に
おいて、最大60μm縮む。よって、常温(25℃)雰
囲気では、第1のケース部1と第2のケース部2の積層
方向に対する隙間は、熱膨張による0.09165mm
と最大変位量の0.060mmを加えた0.15165
mm以上の間隔を保つ必要があり、第1の実施の形態で
は、各種ばらつき(製品毎の製造・熱膨張・アクチュエ
ータ変位寸法のばらつき)を想定し、0.15165m
mを上回る0.9mmとした。なお、0.15165m
m以下の場合は、使用条件により、第1のケース部1と
第2のケース部2が接触し、ショート状態となるため、
ケース封入型積層型圧電アクチュエータ3より変位を取
り出すことができなくなる。また、ケースを電圧印加用
端子としない場合でも、第1のケース部1と第2のケー
ス部2が接触することにより、積層型圧電アクチュエー
タ3へ圧縮力が加わるため、所定の変位が得られなくな
る。
When the case-enclosed type laminated piezoelectric actuator is used while changing the temperature, and when no voltage is applied, the gap b in the laminating direction of the first case 1 and the second case 2 in FIG. This changes due to the thermal expansion of the second case portion 2 and the multilayer piezoelectric actuator 3 at the portion a. This is because, in the displacement direction, the parts other than the part a are made of the same material, so that the same amount of expansion or contraction occurs even when the temperature is changed. Here, the first and second case portions 1 and 2 have a thermal expansion coefficient of 16 × 10 −6 / ° C., and the polarized piezoelectric actuator is −7.5 × 10 −6. Therefore, in the case of −40 ° C., the dimension of the second case part 2 at the part “a” shrinks by 0.0624 mm, and the multilayer piezoelectric actuator 3 expands by 0.02925 mm.
Therefore, when the temperature is changed from normal temperature (25 ° C.) to −40 ° C., the first
The gap b in the stacking direction of the case part 1 and the second case part 2 in the laminating direction is reduced by 0.09165 mm. When a voltage is applied to the multilayer piezoelectric actuator 3, the maximum is 60 μm.
(A dimension increase of 60 μm), the gap b in the stacking direction of the case 1 and the case 2 shrinks by 60 μm at the maximum in the displacement direction. Therefore, in a normal temperature (25 ° C.) atmosphere, the gap in the stacking direction of the first case 1 and the second case 2 is 0.09165 mm due to thermal expansion.
0.15165 obtained by adding the maximum displacement of 0.060 mm
In the first embodiment, it is necessary to keep various intervals (variations in manufacturing, thermal expansion, and actuator displacement dimensions for each product) in the first embodiment.
0.9 mm, which is larger than m. In addition, 0.15165m
When the distance is less than m, the first case part 1 and the second case part 2 come into contact with each other depending on the use conditions, and a short circuit occurs.
The displacement cannot be taken out from the case-enclosed laminated piezoelectric actuator 3. Even when the case is not used as a voltage application terminal, a predetermined displacement can be obtained because the first case portion 1 and the second case portion 2 come into contact with each other to apply a compressive force to the laminated piezoelectric actuator 3. Disappears.

【0055】また、図6の従来のケース封入型積層型圧
電アクチュエータの場合、想定されるいかなる使用条件
においても、所定の変位量を得られる様にするために、
ケースに変位を拘束しないように、バネ機構をつけるこ
とにより、変位拘束を少なくし、さらには、ケース組み
込み時、熱膨張による寸法変化が生じた場合でも、積層
型圧電アクチュエータの変位方向端面とケースに隙間が
生じないように、ケース部材にあらかじめ引っ張り力が
加わっ状態(積層型圧電アクチュエータが最大収縮し、
ケースが最大膨張した場合にケースに加えた引っ張り力
がゼロとなる状態)で製造を行っている。
In addition, in the case of the conventional case-enclosed type laminated piezoelectric actuator shown in FIG. 6, in order to obtain a predetermined displacement under any assumed use conditions,
A spring mechanism is attached to the case to prevent the displacement from being constrained.The displacement is reduced, and even if the dimensions change due to thermal expansion when the case is assembled, the end face in the displacement direction of the multilayer piezoelectric actuator and the case The case member is pre-tensioned so that no gap is created in the case (the laminated piezoelectric actuator contracts maximally,
The manufacturing is performed in a state where the tensile force applied to the case becomes zero when the case expands to the maximum.

【0056】これに対して、図1に示す本発明の第1の
実施の形態によるケース封入型積層型圧電アクチュエー
タ10の場合、このように使用環境の温度変化や積層型
圧電アクチュエータの変位による寸法変化が生じた場合
でも、ケースの接触による変位量低下や電圧印加端子間
のショートを防止することができる。また、第1及び第
2のケース部1,2および積層型圧電アクチュエータ3
にいかなる寸法変化が生じた場合でも、積層型圧電アク
チュエータ3に圧縮力が加わることがないため、変位量
の低下を防止する事が可能となる。そして、従来のケー
ス封入型積層型圧電アクチュエータ50よりケース構造
を簡素化でき、さらには、ケース組み込み工数を低く抑
える事が可能となった。
On the other hand, in the case of the case-enclosed multilayer piezoelectric actuator 10 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the dimensions due to the temperature change of the use environment and the displacement of the multilayer piezoelectric actuator are described above. Even when a change occurs, it is possible to prevent a reduction in the amount of displacement due to the contact of the case and a short circuit between the voltage application terminals. Also, the first and second case portions 1 and 2 and the multilayer piezoelectric actuator 3
Even if any dimensional change occurs in the above, no compressive force is applied to the laminated piezoelectric actuator 3, so that it is possible to prevent a decrease in the amount of displacement. Further, the case structure can be simplified as compared with the conventional case-enclosed multilayer piezoelectric actuator 50, and the man-hour for assembling the case can be reduced.

【0057】なお、第1の実施の形態とは異なった形状
または材質のケース封入型積層型圧電アクチュエータの
場合でも、第1の実施の形態に示される寸法変化を考慮
し、ケース間寸法を設計する事により、設計時に想定し
た範囲でのいかなる使用状態においても、同様の効果が
得られる。
Even in the case of the case-enclosed type laminated piezoelectric actuator having a shape or material different from that of the first embodiment, the dimension between cases is designed in consideration of the dimensional change shown in the first embodiment. By doing so, the same effect can be obtained in any use state within the range assumed at the time of design.

【0058】図2に本発明の第2の実施の形態によるケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータを示す図で、
(a)は上面図、(b)は断面図である。
FIG. 2 shows a case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to a second embodiment of the present invention.
(A) is a top view and (b) is a cross-sectional view.

【0059】図2に示すように、本発明の第2の実施の
形態によるケース封入型積層型圧電アクチュエータ20
は、図1に示すケース封入型積層型圧電アクチュエータ
10の第1のケース部1と第2のケース部2の積層方向
に対する隙間に、ケース封入型積層型圧電アクチュエー
タの変位を拘束しない弾性のあるシリコン製のO(オ
ー)リングを弾性部材6として挿入し、さらに、第1及
び第2のケース部1,2には弾性部材移動防止用加工
(第1のケース部1および第2のケース部2を積層方向
に各々、0.25mmの深さで溝加工)を施して、弾性
部材移動防止加工部7を形成したのみで、その他の条件
はすべて図1の第1の実施の形態と同様である。
As shown in FIG. 2, a case-enclosed laminated piezoelectric actuator 20 according to a second embodiment of the present invention
Has elasticity that does not restrict the displacement of the case-enclosed laminated piezoelectric actuator in the gap in the laminating direction of the first case part 1 and the second case part 2 of the case-enclosed laminated piezoelectric actuator 10 shown in FIG. An O (O) ring made of silicon is inserted as the elastic member 6, and the first and second case portions 1 and 2 are processed to prevent the elastic member from moving (the first case portion 1 and the second case portion). 2 in the laminating direction, respectively, to form a groove with a depth of 0.25 mm) to form the elastic member movement prevention processed portion 7. All other conditions are the same as those in the first embodiment of FIG. It is.

【0060】また、弾性部材6は、ケース封入型積層型
圧電アクチュエータへの組み込み前は、積層型圧電アク
チュエータ3の積層方向での寸法は1.9mmである
が、組み込み後は1.4mmに圧縮されるようにし、ケ
ース内部が気密化されるように構成されている。
The size of the elastic member 6 in the stacking direction of the multilayer piezoelectric actuator 3 before the assembly into the case-enclosed multilayer piezoelectric actuator is 1.9 mm, but is reduced to 1.4 mm after the assembly. And the inside of the case is hermetically sealed.

【0061】このように、第1及び第2のケース部1,
2の間に変位を拘束しない弾力性のある弾性部材6をケ
ース内部とケース外部が遮断出きる様に構成する事によ
り水分や導電物の付着によるショートを防止することが
できる。
As described above, the first and second case parts 1, 1
A short circuit due to adhesion of moisture or a conductive substance can be prevented by forming the elastic member 6 having elasticity which does not restrict displacement between the case 2 and the inside of the case and the outside of the case.

【0062】また、弾性部材6を絶縁物とする事、さら
には、弾性材料6により第1及び第2のケース部1,2
同士が直接接しないように構成する事により、ケースを
電圧印加用端子とし、さらには、第1及び第2のケース
部1,2同士が接触しショートする事を防止する。
The elastic member 6 is made of an insulating material, and the first and second case portions 1 and 2 are made of an elastic material 6.
By configuring so that they do not directly contact each other, the case is used as a terminal for voltage application, and further, the first and second case portions 1 and 2 are prevented from contacting each other and short-circuiting.

【0063】また、使用環境の温度変化や積層型圧電ア
クチュエータの変位や外部より圧縮力が加わった場合
に、第1及び第2のケース部1,2および積層型圧電ア
クチュエータ3に寸法変化が生じても、弾性部材6と第
1及び第2のケース部1,2の間に隙間が生じる事が無
い様に、弾性部材6を圧縮して構成する事により、想定
された使用条件下では、ケース内部とケース外部が常に
遮断出き、内部を気密化することによって、同様に、水
分や導電物の付着によるショートを防止することができ
る。
Further, when the temperature of the use environment changes, the displacement of the multilayer piezoelectric actuator, or a compressive force is applied from the outside, the first and second case portions 1 and 2 and the multilayer piezoelectric actuator 3 undergo dimensional changes. However, by compressing the elastic member 6 so that no gap is generated between the elastic member 6 and the first and second case portions 1 and 2, under the assumed use condition, Since the inside of the case and the outside of the case are always interrupted and hermetically sealed, a short circuit due to adhesion of moisture or a conductive material can be similarly prevented.

【0064】ここで、一般に、積層型圧電アクチュエー
タの場合、内部電極および外部電極に銀または銀を含む
材料を使用しているため、使用環境(特には湿度)によ
り、銀のマイグレーションを発生させショートしてしま
う欠点がある。
In general, in the case of a laminated piezoelectric actuator, since silver or a material containing silver is used for the internal electrode and the external electrode, migration of silver occurs depending on the use environment (particularly humidity), and short-circuit occurs. There is a drawback to do.

【0065】しかし、図2の第2の実施の形態による構
造にすることにより、ケース内部とケース外部は遮断す
る事ができ、積層型圧電アクチュエータ3が湿度の影響
を受けないようにする事が可能となる。
However, by employing the structure according to the second embodiment shown in FIG. 2, the inside of the case and the outside of the case can be cut off, so that the multilayer piezoelectric actuator 3 is not affected by humidity. It becomes possible.

【0066】下記表1に図1,図2および図6の積層型
圧電アクチュエータ3を、環境条件40℃,90%、印
加電圧150Vで信頼性評価を行い、平均故障時間(M
TTF)により比較を行った結果を示す。
The reliability of the laminated piezoelectric actuator 3 shown in FIGS. 1, 2 and 6 is evaluated at 40 ° C., 90% and an applied voltage of 150 V in Table 1 below.
(TTF) shows the result of comparison.

【0067】下記表1より、図2に示す構造にすること
により、図1のケース封入型積層型圧電アクチュエータ
より信頼製を向上させる事ができ、さらには、完全密閉
した従来のケース封入型積層型圧電アクチュエータと同
等の結果を得ることができた。
As shown in Table 1 below, the structure shown in FIG. 2 can improve the reliability of the case-enclosed laminated type piezoelectric actuator of FIG. The same result as the piezoelectric actuator was obtained.

【0068】[0068]

【表1】 よって、図2に示す構造のケース封入型積層型圧電アク
チュエータとすることにより、図6に示す従来のケース
封入型積層型圧電アクチュエータより廉価で、同等の信
頼性を得ることができた。
[Table 1] Therefore, by using the case-enclosed type laminated piezoelectric actuator having the structure shown in FIG. 2, the same reliability as that of the conventional case-enclosed laminated piezoelectric actuator shown in FIG. 6 can be obtained at lower cost.

【0069】また、いかなる形状,構造であってもケー
ス内部と外部を弾性部材(変位拘束をしないもの)で遮
断する事により同様の効果が得られる。
The same effect can be obtained by blocking the inside and the outside of the case with an elastic member (which does not restrict displacement) regardless of the shape and structure.

【0070】また、図2に示す本発明の第2の実施の形
態によるケース封入型積層型圧電アクチュエータにおい
て、第1のケース部1および第2のケース部2を導電材
料とし、積層型圧電アクチュエータ3の対向する外部電
極4の各々と電気的に接続し、さらには弾性部材6を絶
縁材料とすることにより、第1のケース部1および第2
のケース2は電気的に導通が無く、第1のケース部1お
よび第2のケース部2を電圧印加用端子とする事が可能
である。
Further, in the case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the first case 1 and the second case 2 are made of a conductive material, The first case portion 1 and the second case portion 2 are electrically connected to each of the opposing external electrodes 4 and the elastic member 6 is made of an insulating material.
The case 2 has no electrical continuity, and the first case 1 and the second case 2 can be used as voltage application terminals.

【0071】また、いかなるケース形状,構造であって
も、第1のケース部1および第2のケース部2が積層型
圧電アクチュエータ3の対向する外部電極4の各々と電
気的に接続し、さらには第1のケース部1および第2の
ケース部2を導電材料とし、さらには弾性部材6を絶縁
材料とし、ケース1とケース2が電気的に導通が無い状
態でケース封入型積層型圧電アクチュエータを製造する
事により同様の効果が得られる。
In any case shape and structure, the first case portion 1 and the second case portion 2 are electrically connected to the opposing external electrodes 4 of the multilayer piezoelectric actuator 3, respectively. Is a case-enclosed laminated piezoelectric actuator in which the first case part 1 and the second case part 2 are made of a conductive material, the elastic member 6 is made of an insulating material, and the case 1 and the case 2 are not electrically connected. The same effect can be obtained by manufacturing.

【0072】また、図2に示すように弾性部材移動防止
用加工7を第1のケース部1または第2のケース部2の
少なくとも一方に行い、弾性部材移動防止用加工部7に
弾性部材6を配置する事により、長期の使用およびケー
ス封入型積層型圧電アクチュエータ製造時の弾性部材6
のズレを防ぐ事が可能となりケースの内部と外部の遮断
がより安定化でき、さらには、第1及び第2のケース部
1,2間の接触によるショート防止の効果も得られる。
As shown in FIG. 2, the elastic member movement preventing processing 7 is performed on at least one of the first case portion 1 and the second case portion 2, and the elastic member By disposing the elastic member 6, the elastic member 6 can be used for a long period of time and when manufacturing a case-enclosed laminated piezoelectric actuator.
Can be prevented, and the inside and outside of the case can be more stably shut off, and further, the effect of preventing short circuit due to contact between the first and second case portions 1 and 2 can be obtained.

【0073】また、弾性部材6が一定位置(例えば、第
1のケース1の弾性部材6の配置される部分の外径と弾
性部材6の内径を同一にする。または、第2のケース2
の弾性部材6の配置される部分の内径と弾性部材6の外
径を同一にする。)に納まる様に構成する事により、弾
性部材移動防止用加工7を行った場合と同様の効果が得
られる。
Further, the outer diameter of the elastic member 6 is set at a fixed position (for example, the outer diameter of the portion of the first case 1 where the elastic member 6 is disposed is equal to the inner diameter of the elastic member 6.
The inner diameter of the portion where the elastic member 6 is disposed is equal to the outer diameter of the elastic member 6. The same effect as in the case where the processing 7 for preventing the movement of the elastic member is performed can be obtained by configuring so as to fit in (1).

【0074】図2のケース封入型積層型圧電アクチュエ
ータの弾性部材6はケース封入型積層型圧電アクチュエ
ータの変位方向に対する長さが1.9mmの物を使用
し、第1のケース部1と第2のケース部2の間で常温
(25℃)で0.5mm圧縮した状態となるように製造
されているが、これは下記の条件により決定された。
The elastic member 6 of the case-enclosed multilayer piezoelectric actuator shown in FIG. 2 has a length of 1.9 mm in the displacement direction of the case-enclosed laminated piezoelectric actuator. Is manufactured so as to be in a state of being compressed by 0.5 mm at room temperature (25 ° C.) between the case parts 2, which is determined under the following conditions.

【0075】図2に示すケース封入型積層型圧電アクチ
ュエータの使用温度範囲は−40℃から100℃として
設計を行った。ケース封入型積層型圧電アクチュエータ
を温度を変えて使用する場合、ケース1とケース2の積
層方向に対する隙間bは、a部およびb部の温度変化に
よる寸法変化により増加し、a部およびb部以外は変位
方向に対し同材質で製造されているためb部寸法には影
響を及ぼさない。ケース1,2は16×10−6/℃の
熱膨張係数をもっており、さらには、積層型圧電アクチ
ュエータは、−7.5×10−6/℃の熱膨張係数をも
っているため、温度上昇に伴い、ケース1とケース2の
積層方向に対する隙間bは増加する。よって、常温(2
5℃)から100℃まで、使用環境温度を上昇した場
合、ケース1とケース2の積層方向に対する隙間は、
0.10743mm増加する。
The design was performed with the operating temperature range of the case-enclosed laminated piezoelectric actuator shown in FIG. When the case-enclosed multilayer piezoelectric actuator is used at different temperatures, the gap b in the stacking direction of the case 1 and the case 2 increases due to a dimensional change due to a temperature change in the portions a and b, and the gap b other than the portions a and b Does not affect the dimension of the part b because it is made of the same material in the displacement direction. Cases 1 and 2 have a thermal expansion coefficient of 16 × 10 −6 / ° C. Further, the multilayer piezoelectric actuator has a thermal expansion coefficient of −7.5 × 10 −6 / ° C. The gap b in the stacking direction of the case 1 and the case 2 increases. Therefore, at room temperature (2
When the operating environment temperature is increased from 5 ° C.) to 100 ° C., the gap between the case 1 and the case 2 in the stacking direction is
Increase by 0.10743 mm.

【0076】よって、弾性部材6は常温(25℃)で、
0.10743mm以上圧縮した状態で製造することに
より、想定されるいかなる使用状態においても、弾性部
材6とケース1およびケース2の間に隙間ができること
が無く、ケース内部と外部を常に遮断でき、積層型圧電
アクチュエータの信頼性が使用環境(特に湿度)により
低下する事を防ぐ事ができる。なお、第2の実施の形態
では、0.10743mm以上の0.5mm圧縮した。
Therefore, the elastic member 6 is at room temperature (25 ° C.)
By manufacturing in a compressed state of 0.10743 mm or more, there is no gap between the elastic member 6 and the case 1 and the case 2 in any assumed use state, and the inside and the outside of the case can be always shut off. It is possible to prevent the reliability of the piezoelectric actuator from deteriorating due to the use environment (particularly humidity). In the second embodiment, the compression is 0.5 mm or more, which is 0.10743 mm or more.

【0077】下記表2に、弾性材料を0.5mm圧縮し
た状態の物と、0.01mm圧縮した状態の物およびケ
ースに封入していない積層型圧電アクチュエータ及び図
6に示す従来の金属により完全密閉された構造のケース
封入型積層型アクチュエータを、環境条件85℃,90
%,印加電圧150Vで信頼性評価を実施し、平均故障
時間(MTTF)で比較を行った結果を示す。
Table 2 below shows that the elastic material is compressed by 0.5 mm, the elastic material is compressed by 0.01 mm, the laminated piezoelectric actuator not sealed in the case, and the conventional metal shown in FIG. A case-enclosed laminated actuator having a sealed structure is mounted at a temperature of 85 ° C.
%, The results of reliability evaluation performed at an applied voltage of 150 V, and comparison with the mean time to failure (MTTF) are shown.

【0078】[0078]

【表2】 なお、実施の形態とは異なった形状または材質のケース
封入型積層型圧電アクチュエータの場合でも、実施の形
態に示される寸法変化を考慮し、弾性部材6の圧縮量を
設計する事により、設計時に想定した範囲でのいかなる
使用状態においても、同様の効果が得られる。
[Table 2] Incidentally, even in the case of a case-enclosed laminated piezoelectric actuator having a shape or material different from that of the embodiment, the compression amount of the elastic member 6 is designed in consideration of the dimensional change shown in the embodiment, so that the The same effect can be obtained in any usage state within the assumed range.

【0079】また、ケース封入型積層型圧電アクチュエ
ータの変位方向から圧縮力が加わる場合は、第1及び第
2のケース部1,2および積層型圧電アクチュエータの
圧縮量を設計に追加することにより同様の効果が得られ
る。
When a compressive force is applied from the displacement direction of the case-enclosed type laminated piezoelectric actuator, the compression amount of the first and second case portions 1 and 2 and the laminated piezoelectric actuator can be added to the design to achieve the same result. The effect of is obtained.

【0080】図3は本発明の第3の実施の形態によるケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータを示す図で,
(a)は斜視図、(b)は断面図である。
FIG. 3 shows a case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to a third embodiment of the present invention.
(A) is a perspective view, (b) is a sectional view.

【0081】図3に示す本発明の第3の実施の形態によ
るケース封入型積層型圧電アクチュエータ30は、図2
の構造のケース封入型積層型圧電アクチュエータ20に
電極印加用端子17およびリード線14を追加し、さら
に、第1及び第2のケース部1,2を絶縁処理18を施
した状態を示している。
FIG. 3 shows a case-enclosed laminated piezoelectric actuator 30 according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a state in which an electrode application terminal 17 and a lead wire 14 are added to the case-enclosed laminated piezoelectric actuator 20 having the above structure, and the first and second case portions 1 and 2 are subjected to insulation treatment 18. .

【0082】ケース封入型積層型圧電アクチュエータ3
0の第1のケース1および第2のケース2に電圧印加用
端子(第3の実施の形態による場合、ネジの取り付けを
行った)を設け、さらには、電圧印加用端子17にリー
ド線14を圧着により固定し外部からの電圧印加用端子
としている。これにより、ケース封入型積層型圧電アク
チュエータ30を装着する装置内で直接ケースに接触す
る部分から電圧を印加できない場合の装置への装着を容
易にすることができる。
Case-Enclosed Laminated Piezoelectric Actuator 3
The first case 1 and the second case 2 are provided with a voltage application terminal (in the case of the third embodiment, screws are attached), and the voltage application terminal 17 is connected to a lead wire 14. Are fixed by crimping to provide external voltage application terminals. This makes it easy to mount the case-enclosed laminated piezoelectric actuator 30 to a device when a voltage cannot be applied from a portion that directly contacts the case in the device.

【0083】なお、第3の実施の形態とは異なった形状
または材質のケース封入型積層型圧電アクチュエータの
場合でも、電圧印加用端子(例えば、凸形状のピンや、
圧着端子取り付けなど)を付けることにより同様の効果
が得られる。
It should be noted that even in the case of a case-enclosed laminated piezoelectric actuator having a shape or material different from that of the third embodiment, a voltage application terminal (for example, a convex pin,
A similar effect can be obtained by attaching a crimp terminal.

【0084】さらには、第1及び第2のケース部1,2
に電圧印加用端子17を設ける事により、ケース封入型
積層型圧電アクチュエータの外部からの電圧印加用導体
の接続を容易にするとともに、このケース封入型積層型
アクチュエータを取り付ける装置への取り付けを簡素化
する。
Further, the first and second case portions 1 and 2
By providing the voltage applying terminal 17 to the, the connection of the voltage applying conductor from the outside of the case-enclosed multilayer piezoelectric actuator is facilitated, and the attachment to the device for mounting the case-enclosed laminated piezoelectric actuator is simplified. I do.

【0085】さらには、ケース封入型積層型圧電アクチ
ュエータ取り付け装置が第1及び第2のケース部1,2
間でショートしてしまう構造の場合、第1及び第2のケ
ース部1,2間のショートを絶縁処理18により防止す
る。
Further, the case-embedded type laminated piezoelectric actuator mounting device is provided with first and second case portions 1 and 2.
In the case of a structure in which a short circuit occurs between them, a short circuit between the first and second case portions 1 and 2 is prevented by the insulating treatment 18.

【0086】また、装置とケース封入型積層型圧電アク
チュエータが電気的に導通してはならない場合は、ケー
スの外部露出部の一部または全部を絶縁材料で絶縁処理
18することにより、ケース封入型積層型圧電アクチュ
エータと装置を電気的に絶縁する事が可能となる。
In the case where the device and the case-enclosed type laminated piezoelectric actuator must not be electrically connected, a part or all of the externally exposed portion of the case is insulated 18 with an insulating material, so that the case-enclosed type piezoelectric actuator is insulated. The laminated piezoelectric actuator and the device can be electrically insulated.

【0087】また、ケース1,2の内部においても絶縁
処理18を施すことにより、ケース1,2と積層型圧電
アクチュエータ3の内部電極や外部電極が接触した場合
でも、電気的なショートを防ぐ事が可能となる。
The insulation treatment 18 is also applied to the inside of the cases 1 and 2 to prevent an electrical short circuit even when the cases 1 and 2 and the internal and external electrodes of the multilayer piezoelectric actuator 3 come into contact. Becomes possible.

【0088】図4は本発明の第4の実施の形態によるケ
ース封入型積層型圧電アクチュエータを示す図で、
(a)は上面図、(b)は断面図である。
FIG. 4 is a view showing a case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to a fourth embodiment of the present invention.
(A) is a top view and (b) is a cross-sectional view.

【0089】図4に示すように、本発明の第4の実施の
形態によるケース封入型積層型圧電アクチュエータ40
は、図1及び図2で示したものとは、第1及び第2のケ
ース部1′,2′の形状が、径の異なるカップ状のもの
を開口部を互いに挿入した形状を有する点で異なってい
る。しかし、図1及び図2に示したものと同様に、第1
及び第2のケース部1′,2′への積層型圧電アクチュ
エータ3の導電体化,ケース1およびケース2と積層型
圧電アクチュエータ3の外部電極4との接続,弾性部材
6の挿入および絶縁材料化,第1のケース1および第2
のケース2の間隔および弾性部材6の圧縮量の適正化
(図4の構造の場合は積層方向に対し垂直な断面方向の
熱膨張で算出)を行っており、図1,2に示されたケー
ス封入型積層型圧電アクチュエータ10,20と同様の
効果が得られる。
As shown in FIG. 4, a case-enclosed laminated piezoelectric actuator 40 according to a fourth embodiment of the present invention.
Is different from that shown in FIGS. 1 and 2 in that the shape of the first and second case portions 1 ′ and 2 ′ has a shape in which cups having different diameters are inserted into openings. Is different. However, as shown in FIGS. 1 and 2, the first
And making the multi-layer piezoelectric actuator 3 a conductor in the second case portions 1 ', 2', connecting the cases 1 and 2 to the external electrodes 4 of the multi-layer piezoelectric actuator 3, inserting the elastic member 6, and insulating material. , First case 1 and second case
(In the case of the structure of FIG. 4, the thermal expansion in the cross-sectional direction perpendicular to the laminating direction is performed), and the distance between the cases 2 and the compression amount of the elastic member 6 are optimized. The same effects as those of the case-enclosed laminated piezoelectric actuators 10 and 20 can be obtained.

【0090】また、図3に示すように、電圧印加用端子
17を第1及び第2のケース部1´,2´に施し、ま
た、第1及び第2のケース部1´,2´の絶縁処理18
を施す事により図3の場合と同様の効果も得られる。
As shown in FIG. 3, a voltage applying terminal 17 is provided on the first and second case portions 1 'and 2', and the first and second case portions 1 'and 2' Insulation treatment 18
, The same effect as in the case of FIG. 3 can be obtained.

【0091】また、異なる形状および構造のケース封入
型積層型圧電アクチュエータにおいても、ケースへの積
層型圧電アクチュエータの挿入,2つのケース部材の導
電体化,2つのケース部材と積層型圧電アクチュエータ
の外部電極との接続,弾性部材の挿入および絶縁材料
化,2つのケースの間隔および弾性部材の圧縮量の適正
化,電圧印加用端子17の付加、ケースの絶縁処理18
を行う事により同様の効果が得られる。
Also, in case-enclosed laminated piezoelectric actuators having different shapes and structures, insertion of the laminated piezoelectric actuator into the case, conversion of the two case members into conductors, and externalization of the two case members and the laminated piezoelectric actuator are also possible. Connection with electrodes, insertion of elastic members and use of insulating material, optimization of the distance between the two cases and the amount of compression of the elastic members, addition of terminals 17 for voltage application, insulation treatment of cases 18
The same effect can be obtained by performing.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ケースに封入することにより積層型圧電アクチュエータ
の破損を防止が可能となる。また、ケースを導電体とし
外部電極と電気的に接続する事によりケースを直接電圧
印加用端子とし装置取り付けの簡素化が可能となり、さ
らには、ケースと外部電極の接続に導電塗料を使用する
事により製造の簡素化および半田による断線を防ぐこと
が可能となる。
As described above, according to the present invention,
By enclosing it in a case, it is possible to prevent damage to the laminated piezoelectric actuator. In addition, by using the case as a conductor and electrically connecting it to external electrodes, the case can be directly used as a terminal for voltage application, simplifying installation of the device, and using a conductive paint for connection between the case and the external electrodes. This makes it possible to simplify the production and prevent disconnection due to soldering.

【0093】また、本発明によれば、2つのケース間距
離を適正化する事によりケース間の電気的短絡およびケ
ースの接触による圧縮力での変位量の低下を無くすこと
が可能となる。
Further, according to the present invention, by optimizing the distance between the two cases, it is possible to prevent a decrease in the amount of displacement due to a compressive force due to an electrical short circuit between the cases and contact between the cases.

【0094】また、本発明によれば、ケース間に弾性の
ある弾性部材を挿入しケース内部と外部を遮断する事に
より、さらには、弾性部材の圧縮量を適正化する事によ
り、いかなる使用条件でもケース内部と外部を遮断する
事が可能となり、環境(特には湿度)の影響による信頼
性の低下を防ぐ事が可能となる。
Further, according to the present invention, by inserting an elastic member having elasticity between the cases to shut off the inside and the outside of the case, and by optimizing the amount of compression of the elastic member, any usage conditions can be improved. However, the inside and the outside of the case can be cut off, so that a decrease in reliability due to the influence of the environment (particularly humidity) can be prevented.

【0095】また、本発明によれば、弾性部材を絶縁物
とする事により、ケースが導電体で積層型圧電セラミッ
クの外部電極と電気的に接続された場合、弾性部材を挿
入した場合でもケースを電圧印加端子とする事が可能で
ある。
Further, according to the present invention, the elastic member is made of an insulating material, so that the case is electrically connected to the external electrode of the laminated piezoelectric ceramic by the conductor, and the case is inserted even when the elastic member is inserted. Can be used as a voltage application terminal.

【0096】また、本発明によれば、弾性部材移動防止
加工または、弾性部材が移動しないように構成する事に
より、ケース内部と外部の遮断はより安定化し、さらに
は、ケース部材間の電気的短絡も防ぐ事ができる。
Further, according to the present invention, by preventing the elastic member from moving or by configuring the elastic member so as not to move, the inside and outside of the case can be more stably shut off, and furthermore, the electrical connection between the case members can be improved. Short circuits can also be prevented.

【0097】また、本発明によれば、ケースに電圧印加
用端子を設けることにより、装置とケース封入型積層型
圧電アクチュエータとの接触部以外からの、電圧印加が
容易となる。
Further, according to the present invention, by providing the case with the voltage application terminal, it becomes easy to apply the voltage from a portion other than the contact portion between the device and the case-enclosed laminated piezoelectric actuator.

【0098】さらには、本発明によれば、ケースの一部
または全部を絶縁材料で絶縁処理することにより、装置
とケース封入型積層型圧電アクチュエータの電気的絶縁
や、ケースと積層型圧電アクチュエータの電気的絶縁を
確保する事が可能となる。
Further, according to the present invention, a part or the whole of the case is insulated with an insulating material to thereby electrically insulate the device from the case-enclosed type laminated piezoelectric actuator, and provide the case and the laminated type piezoelectric actuator. It is possible to secure electrical insulation.

【0099】よって、本発明によれば、以上のいずれ
か、もしくはすべてをすることにより付加した項目に応
じた性能を得る事が出きる廉価なケース封入型積層型圧
電アクチュエータの提供が可能となった。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive case-enclosed laminated piezoelectric actuator which can obtain a performance corresponding to the added item by performing any or all of the above. Was.

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

【図1】(a)は本発明の第1の実施の形態によるケー
ス封入型積層型圧電アクチュエータを示す外観図であ
る。(b)は(a)の上面図である。(c)は積層型圧
電アクチュエータの変位面と直交する面での断面図であ
る。
FIG. 1A is an external view showing a case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention. (B) is a top view of (a). (C) is a cross-sectional view of a plane perpendicular to the displacement plane of the multilayer piezoelectric actuator.

【図2】(a)は本発明の第2の実施の形態によるケー
ス封入型積層型圧電アクチュエータを示す上面図であ
る。(b)は(a)の積層型圧電アクチュエータの変位
面と直交する面での断面図である。
FIG. 2A is a top view showing a case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to a second embodiment of the present invention. (B) is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the displacement plane of the multilayer piezoelectric actuator of (a).

【図3】(a)は本発明の第3の実施の形態によるケー
ス封入型積層型圧電アクチュエータを示す外観図であ
る。(b)は(a)の積層型圧電アクチュエータの変位
面と直交する面での断面図である。
FIG. 3A is an external view showing a case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to a third embodiment of the present invention. (B) is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the displacement plane of the multilayer piezoelectric actuator of (a).

【図4】(a)は本発明の第4の実施の形態によるケー
ス封入型積層型圧電アクチュエータを示す上面図であ
る。(b)は(a)の積層型圧電アクチュエータの変位
面と直交する面での断面図である。
FIG. 4A is a top view showing a case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to a fourth embodiment of the present invention. (B) is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the displacement plane of the multilayer piezoelectric actuator of (a).

【図5】従来のケースに封入しないタイプの積層型圧電
アクチュエータの外観を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the appearance of a conventional laminated piezoelectric actuator that is not enclosed in a case.

【図6】(a)は従来のケース封入型積層型圧電アクチ
ュエータの上面図である。(b)は(a)の積層型圧電
アクチュエータの変位面と直交する面での断面図であ
る。
FIG. 6A is a top view of a conventional case-enclosed laminated piezoelectric actuator. (B) is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the displacement plane of the multilayer piezoelectric actuator of (a).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1′ 第1のケース部 2,2′ 第2のケース部 3 積層型圧電アクチュエータ 4 外部電極 5 導電塗料 6 弾性部材 7 弾性部材移動防止用加工部 10,20,30,40,50 ケース封入型積層型
圧電アクチュエータ 14 リード線 17 電圧印加用端子 18 絶縁処理部 19 面取り部 51 ケース 52 バネ機構 53a,53b,53c 半田 55 内部電極層 56 圧電セラミック層 58 電圧印加用端子 59 絶縁処理 60 リード線 61 接着剤
1, 1 'First case part 2, 2' Second case part 3 Laminated piezoelectric actuator 4 External electrode 5 Conductive paint 6 Elastic member 7 Elastic member movement preventing processed part 10, 20, 30, 40, 50 Case Encapsulation type laminated piezoelectric actuator 14 Lead wire 17 Voltage application terminal 18 Insulation processing part 19 Chamfered part 51 Case 52 Spring mechanism 53a, 53b, 53c Solder 55 Internal electrode layer 56 Piezoelectric ceramic layer 58 Voltage application terminal 59 Insulation processing 60 Lead Wire 61 adhesive

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1層の圧電セラミック層と少
なくとも2層の内部電極層とを備え、その側面に前記内
部電極が1対以上の対向電極と成るように外部電極を形
成した積層型圧電アクチュエータにおいて、前記積層型
圧電アクチュエータを積層方向の2端面に各々別々に直
接接続される、第1及び第2のケース部から成るケース
に入れ、前記積層方向の2端面に前記第1及び第2のケ
ース部を夫々直接接続するとともに、前記第1及び第2
のケース部同士が互いに離間して電気的に絶縁されてい
ることを特徴とするケース封入型積層型圧電アクチュエ
ータ。
1. A laminated piezoelectric actuator comprising at least one piezoelectric ceramic layer and at least two internal electrode layers, and external electrodes formed on side surfaces thereof such that the internal electrodes constitute one or more pairs of counter electrodes. In the above, the laminated piezoelectric actuator is separately and directly connected to two end faces in the laminating direction, respectively, and is put in a case composed of first and second case portions, and the first and second piezoelectric actuators are placed on the two end faces in the laminating direction. The case portions are directly connected to each other, and the first and second cases are connected.
Wherein the case portions are separated from each other and electrically insulated from each other.
【請求項2】 請求項1記載のケース封入型積層型圧電
アクチュエータにおいて、前記第1及び第2のケース部
を導電材質とし、前記第1及び第2のケースの内の一方
を前記積層型圧電アクチュエータの外部電極の一方と電
気的導通のある状態で接続し、また、前記第1及び第2
のケース部の他方と前記積層型圧電アクチュエータの前
記一方のケース部と接続したものとは異なる極性の前記
積層型圧電アクチュエータの外部電極とを電気的に導通
のある状態で接続し、前記第1及び第2のケース部を電
圧印加端子とした事を特徴とするケース封入型積層型圧
電アクチュエータ。
2. The laminated piezoelectric actuator according to claim 1, wherein said first and second case portions are made of a conductive material, and one of said first and second cases is made of said laminated piezoelectric device. Connected to one of the external electrodes of the actuator in an electrically conductive state;
The other of the case portions and an external electrode of the multilayer piezoelectric actuator having a different polarity from that connected to the one case portion of the multilayer piezoelectric actuator in an electrically conductive state; And a case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized in that the second case part is a voltage application terminal.
【請求項3】 請求項1又は2記載のケース封入型積層
型圧電アクチュエータにおいて、前記積層型圧電アクチ
ュエータの外部電極と、前記第1及び第2のケース部と
を、夫々導電塗料により接続した事を特徴とするケース
封入型積層型圧電アクチュエータ。
3. The case-enclosed type multilayer piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the external electrodes of the multilayer piezoelectric actuator and the first and second case portions are connected by a conductive paint, respectively. A case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized by the following characteristics.
【請求項4】 請求項1乃至3の内のいずれかに記載の
ケース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、前記
ケースに封入する積層型圧電アクチュエータの外部電極
を積層方向の端面まで電気的に導通のある状態で構成し
た事を特徴とするケース封入型積層型圧電アクチュエー
タ。
4. The case-enclosed type laminated piezoelectric actuator according to claim 1, wherein an external electrode of the laminated piezoelectric actuator encapsulated in the case is electrically connected to an end face in a laminating direction. A case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized by being configured in a certain state.
【請求項5】 請求項4記載のケース封入型積層型圧電
アクチュエータにおいて、前記積層型圧電アクチュエー
タの、前記外部電極が前記内部電極と接続される面と、
その外部電極が積層方向端面まで形成されている面の間
の角部を面取りした事を特徴とするケース封入型積層型
圧電アクチュエータ。
5. The case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to claim 4, wherein the surface of the laminated piezoelectric actuator, wherein the external electrodes are connected to the internal electrodes,
A case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized in that the corners between the surfaces where the external electrodes are formed up to the end surfaces in the laminating direction are chamfered.
【請求項6】 請求項1乃至5の内のいずれかに記載の
ケース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、当該
ケース封入型積層型圧電アクチュエータの使用温度範囲
での前記ケースおよび前記積層型圧電アクチュエータの
熱膨張による寸法変化や外部応力による前記ケースおよ
び前記積層型圧電アクチュエータの寸法変化や、前記積
層型圧電アクチュエータの駆動による寸法変化が発生し
ても、積層方向の2端面に各々別々に接続される前記第
1及び第2のケース部が互いに接触しない様に構成した
事を特徴とするケース封入型積層型圧電アクチュエー
タ。
6. The case-enclosed type laminated piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the case and the laminated-type piezoelectric actuator are in a use temperature range of the case-enclosed type laminated piezoelectric actuator. Even if a dimensional change due to thermal expansion or external stress causes a dimensional change in the case and the multi-layer piezoelectric actuator, or a dimensional change due to driving of the multi-layer piezoelectric actuator, they are separately connected to the two end faces in the laminating direction. A case-enclosed laminated piezoelectric actuator, wherein the first and second case portions are configured not to contact each other.
【請求項7】 請求項1乃至6の内のいずれかに記載の
ケース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、前記
第1及び第2のケース部間に弾性部材を少なくとも1つ
設け、前記ケースの内部と外部とを遮断した事を特徴と
するケース封入型積層型圧電アクチュエータ。
7. The case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to claim 1, wherein at least one elastic member is provided between the first and second case portions, and the inside of the case is provided. A case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized in that it is isolated from the outside.
【請求項8】 請求項7記載のケース封入型積層型圧電
アクチュエータにおいて、前記弾性部材は、振動や長期
の駆動においても、前記第1及び第2のケース部の間で
初期の位置から移動しない様に配置した事を特徴とする
ケース封入型積層型圧電アクチュエータ。
8. The case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to claim 7, wherein the elastic member does not move from an initial position between the first and second case portions even during vibration or long-term driving. A case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized by being arranged in the following manner.
【請求項9】 請求項7又は8記載のケース封入型積層
型圧電アクチュエータにおいて、前記弾性部材は、振動
や長期の駆動においても、前記第1及び第2のケース部
の間で初期の位置から移動しない様に、前記第1及び第
2のケースの内のいずれか一方または両方に、弾性部材
移動防止用加工を施した事を特徴とするケース封入型積
層型圧電アクチュエータ。
9. The case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to claim 7, wherein the elastic member is provided between the first and second case portions from an initial position even during vibration or long-term driving. A case-enclosed laminated piezoelectric actuator, characterized in that one or both of the first and second cases are processed to prevent movement of an elastic member so as not to move.
【請求項10】 請求項7乃至9の内のいずれかに記載
のケース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、前
記弾性部材を絶縁体とした事を特徴とするケース封入型
積層型圧電アクチュエータ。
10. The case-enclosed multilayer piezoelectric actuator according to claim 7, wherein the elastic member is an insulator.
【請求項11】 請求項7乃至10の内のいずれかに記
載のケース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、
当該ケース挿入型積層型圧電アクチュエータの使用温度
範囲での前記一対のケースおよび前記積層型圧電アクチ
ュエータの熱膨張による寸法変化及び外部応力による前
記一対のケースおよび前記積層型圧電アクチュエータの
寸法変化や、前記積層型圧電アクチュエータの駆動によ
る寸法変化が発生しても、積層方向の2端面に各々別々
に直接接続される前記一対のケースの各々と弾性材料6
の間に空間が生じない状態以上まで、前記弾性部材を圧
縮し製造した事を特徴とするケース封入型積層型圧電ア
クチュエータ。
11. The case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to claim 7, wherein:
The dimensional change of the pair of cases and the multilayer piezoelectric actuator due to thermal expansion and the dimensional change of the pair of cases and the multilayer piezoelectric actuator due to external stress in the operating temperature range of the case insertion type multilayer piezoelectric actuator, Even if a dimensional change occurs due to the driving of the laminated piezoelectric actuator, each of the pair of cases and the elastic material 6 which are separately connected directly to the two end faces in the laminating direction.
A case-enclosed laminated piezoelectric actuator characterized in that the elastic member is compressed and manufactured to a state where no space is created between the piezoelectric actuators.
【請求項12】 請求項1乃至11の内のいずれかに記
載のケース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、
前記第1及び第2のケース部の片方もしくは両方に電圧
印加用端子を設けた事を特徴とするケース封入型積層型
圧電アクチュエータ。
12. The case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to claim 1, wherein:
A case-enclosed laminated piezoelectric actuator, wherein a voltage application terminal is provided on one or both of the first and second case portions.
【請求項13】 請求項1乃至12の内のいずれかに記
載のケース封入型積層型圧電アクチュエータにおいて、
前記第1及び第2のケース部の表面の一部または全部に
絶縁処理を施した事を特徴とするケース封入型積層型圧
電アクチュエータ。
13. The case-enclosed laminated piezoelectric actuator according to claim 1, wherein:
A case-enclosed laminated piezoelectric actuator, wherein a part or all of the surface of the first and second case portions is subjected to insulation treatment.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012533897A (en) * 2009-07-21 2012-12-27 エプコス アーゲー Piezoelectric actuator with electrical contact connection
JP2014193035A (en) * 2013-03-27 2014-10-06 Taiheiyo Cement Corp Piezoelectric actuator
JP2015115542A (en) * 2013-12-13 2015-06-22 株式会社日本セラテック Piezoelectric actuator

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