JP2001308401A - 圧電セラミック部品 - Google Patents
圧電セラミック部品Info
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- JP2001308401A JP2001308401A JP2000117341A JP2000117341A JP2001308401A JP 2001308401 A JP2001308401 A JP 2001308401A JP 2000117341 A JP2000117341 A JP 2000117341A JP 2000117341 A JP2000117341 A JP 2000117341A JP 2001308401 A JP2001308401 A JP 2001308401A
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- piezoelectric ceramic
- piezoelectric
- electrode
- piezoelectric bimorph
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電セラミック部品の変位量、発生力を維持
しながら絶縁性、耐湿性を高めること。 【解決手段】 圧電セラミック部品の圧電素子に電極を
設ける際に、素子端面より内側に電極を形成し、また、
この素子端面と電極までの距離を部位によって調節し
て、電極間距離を伸ばした。
しながら絶縁性、耐湿性を高めること。 【解決手段】 圧電セラミック部品の圧電素子に電極を
設ける際に、素子端面より内側に電極を形成し、また、
この素子端面と電極までの距離を部位によって調節し
て、電極間距離を伸ばした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧を印加するこ
とによって動作する圧電セラミック部品に関する。
とによって動作する圧電セラミック部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧電セラミック部品としては、例
えば図６，７に示すような圧電バイモルフがある。この
圧電バイモルフは、グラスファイバー等の絶縁と補強板
を兼ねるシム材３を挟む形で圧電セラミック板１，２を
接着し、それぞれの圧電セラミック板１，２の両電極
４，５から電線６，７を取り出す様に構成されている。
えば図６，７に示すような圧電バイモルフがある。この
圧電バイモルフは、グラスファイバー等の絶縁と補強板
を兼ねるシム材３を挟む形で圧電セラミック板１，２を
接着し、それぞれの圧電セラミック板１，２の両電極
４，５から電線６，７を取り出す様に構成されている。
【０００３】このように加工した部品に絶縁の為、エポ
キシ系の樹脂や塩化ビニールシート等で表面全面にコー
ティングを行う。
キシ系の樹脂や塩化ビニールシート等で表面全面にコー
ティングを行う。
【０００４】この圧電バイモルフは、圧電セラミック板
１，２に電圧を印加することで、素子をその固定部を起
点に湾曲させ、変位を発生させることによってアクチュ
エーターとして使用されている。
１，２に電圧を印加することで、素子をその固定部を起
点に湾曲させ、変位を発生させることによってアクチュ
エーターとして使用されている。
【０００５】この様に、圧電セラミック部品に電圧を印
加するための電極を形成する方法としてメッキ、スパッ
タ等の方法が採用されている。
加するための電極を形成する方法としてメッキ、スパッ
タ等の方法が採用されている。
【０００６】この際、電極は最大発生力、最大変位を得
るためセラミック素子全面に形成される場合が多い。
るためセラミック素子全面に形成される場合が多い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】圧電セラミックを利用
して圧電バイモルフ等の駆動部品を製造した場合、圧電
セラミック素子端面の両電極間で短絡又は絶縁抵抗が低
下するという問題があった。
して圧電バイモルフ等の駆動部品を製造した場合、圧電
セラミック素子端面の両電極間で短絡又は絶縁抵抗が低
下するという問題があった。
【０００８】また、圧電バイモルフは、素子を数Ｈｚ〜
数十Ｈｚで湾曲させ使用されるため、表面に施されてい
る絶縁コーティングや、圧電セラミック素子端面が徐々
に劣化し、この結果、絶縁抵抗が低下し、特に耐湿性が
低下するという問題が生じた。
数十Ｈｚで湾曲させ使用されるため、表面に施されてい
る絶縁コーティングや、圧電セラミック素子端面が徐々
に劣化し、この結果、絶縁抵抗が低下し、特に耐湿性が
低下するという問題が生じた。
【０００９】これらを回避するため、絶縁コーティング
を厚く塗布するという方法も有るが、コーティングが厚
くなることで変位が減少する等の問題がある。また、現
在知られているコーティング剤では高温高湿において絶
縁性に問題があった。
を厚く塗布するという方法も有るが、コーティングが厚
くなることで変位が減少する等の問題がある。また、現
在知られているコーティング剤では高温高湿において絶
縁性に問題があった。
【００１０】そこで、本発明の技術的課題は、圧電バイ
モルフ等の圧電セラミック部品の変位量、発生力を保ち
つつ、容易な手段で電極間の絶縁性を高めた圧電セラミ
ック部品を提供することにある。
モルフ等の圧電セラミック部品の変位量、発生力を保ち
つつ、容易な手段で電極間の絶縁性を高めた圧電セラミ
ック部品を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明によ
れば、電圧を印加することによって動作する圧電セラミ
ック部品において、電極を素子端面部より内側に形成す
ることにより、電極間距離を延長させ両電極間の絶縁を
高めることを特徴とする圧電セラミック部品が得られ
る。
れば、電圧を印加することによって動作する圧電セラミ
ック部品において、電極を素子端面部より内側に形成す
ることにより、電極間距離を延長させ両電極間の絶縁を
高めることを特徴とする圧電セラミック部品が得られ
る。
【００１２】請求項２記載の発明によれば、部品の一部
を固定し、電圧を印加することによって他の部分を動作
させる圧電バイモルフにおいて、電極を素子端面部より
内側に形成することにより、電極間距離を延長させ両電
極間の絶縁を高めることを特徴とする圧電バイモルフが
得られる。
を固定し、電圧を印加することによって他の部分を動作
させる圧電バイモルフにおいて、電極を素子端面部より
内側に形成することにより、電極間距離を延長させ両電
極間の絶縁を高めることを特徴とする圧電バイモルフが
得られる。
【００１３】請求項３記載の発明によれば、素子端面か
ら電極までの距離を固定部分と動作部分とで違えること
で、変位量、発生力を維持しながら絶縁性を高めること
を特徴とする請求項２記載の圧電バイモルフが得られ
る。
ら電極までの距離を固定部分と動作部分とで違えること
で、変位量、発生力を維持しながら絶縁性を高めること
を特徴とする請求項２記載の圧電バイモルフが得られ
る。
【００１４】請求項４記載の発明によれば、固定部から
素子の全長の約６０％の部分まで電極を形成すること
で、変位量、発生力を維持しながら絶縁性を高めること
を特徴とする請求項２記載の圧電バイモルフが得られ
る。
素子の全長の約６０％の部分まで電極を形成すること
で、変位量、発生力を維持しながら絶縁性を高めること
を特徴とする請求項２記載の圧電バイモルフが得られ
る。
【００１５】
【作用】本発明では、表面のメッキ、スパッタ等の電極
の素子端面からの距離を拡げるか、又は電極面積を部位
毎に調整して、両電極間の絶縁距離を拡げることによっ
て、両電極間の短絡、絶縁抵抗低下、寿命の低下、耐湿
強度の低下等の問題を防止でき、また、変位量、発生力
といった圧電セラミック部品の基本特性は、従来の全面
電極で製造された圧電セラミック部品と同等程度の性能
を持つ圧電セラミック部品を提供することが出来る。
の素子端面からの距離を拡げるか、又は電極面積を部位
毎に調整して、両電極間の絶縁距離を拡げることによっ
て、両電極間の短絡、絶縁抵抗低下、寿命の低下、耐湿
強度の低下等の問題を防止でき、また、変位量、発生力
といった圧電セラミック部品の基本特性は、従来の全面
電極で製造された圧電セラミック部品と同等程度の性能
を持つ圧電セラミック部品を提供することが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明の圧電セラ
ミック部品の第１の実施形態（圧電バイモルフ）を示す
図である。図１及び図２を参照して、先ず、圧電セラミ
ック素子板１，２に、素子の端面（素子の厚さ方向に直
交する方向における素子の端面、即ち、実質的に「素子
の外周縁」と同意）から数ｍｍ以内に電極が形成されな
い様に、またバイモルフ固定部と先端部とで端面からの
距離を変える様に、型取りしたマスク（図示せず）を圧
電セラミック素子板１，２に装着する。この上にＡｕ蒸
着を行い、圧電セラミック素子板１，２の表面にＡｕ電
極４，５を形成する。同様にして、裏面にも素子の端面
から数ｍｍ以上の部分にバイモルフ固定部と先端部で端
面からの距離を変えた電極を形成する。
ミック部品の第１の実施形態（圧電バイモルフ）を示す
図である。図１及び図２を参照して、先ず、圧電セラミ
ック素子板１，２に、素子の端面（素子の厚さ方向に直
交する方向における素子の端面、即ち、実質的に「素子
の外周縁」と同意）から数ｍｍ以内に電極が形成されな
い様に、またバイモルフ固定部と先端部とで端面からの
距離を変える様に、型取りしたマスク（図示せず）を圧
電セラミック素子板１，２に装着する。この上にＡｕ蒸
着を行い、圧電セラミック素子板１，２の表面にＡｕ電
極４，５を形成する。同様にして、裏面にも素子の端面
から数ｍｍ以上の部分にバイモルフ固定部と先端部で端
面からの距離を変えた電極を形成する。
【００１７】その後、グラスファイバー製のシム材３を
挟むようにして電線６，７と圧電セラミック素子板１，
２を貼り付け加圧熱圧着する。以上により、図２に示す
ように、圧電バイモルフが完成する。
挟むようにして電線６，７と圧電セラミック素子板１，
２を貼り付け加圧熱圧着する。以上により、図２に示す
ように、圧電バイモルフが完成する。
【００１８】図３及び図４は本発明の圧電セラミック部
品の第２の実施形態（圧電バイモルフ）を示す図であ
る。図３及び図４を参照して、先ず、圧電セラミック素
子板１，２に、素子の端面から数ｍｍ以内に電極が形成
されない様に、またバイモルフ固定部からバイモルフの
全長の約６０％の部分まで電極が形成される様に、型取
りしたマスク（図示せず）を圧電セラミック素子板１，
２に装着する。この上にＡｕ蒸着を行い、圧電セラミッ
ク素子板１，２の表面にＡｕ電極４，５を形成する。同
様にして、裏面にも素子の端面から数ｍｍ以上の部分に
バイモルフ固定部からバイモルフの全長の約６０％の部
分まで電極を形成する。
品の第２の実施形態（圧電バイモルフ）を示す図であ
る。図３及び図４を参照して、先ず、圧電セラミック素
子板１，２に、素子の端面から数ｍｍ以内に電極が形成
されない様に、またバイモルフ固定部からバイモルフの
全長の約６０％の部分まで電極が形成される様に、型取
りしたマスク（図示せず）を圧電セラミック素子板１，
２に装着する。この上にＡｕ蒸着を行い、圧電セラミッ
ク素子板１，２の表面にＡｕ電極４，５を形成する。同
様にして、裏面にも素子の端面から数ｍｍ以上の部分に
バイモルフ固定部からバイモルフの全長の約６０％の部
分まで電極を形成する。
【００１９】その後、グラスファイバー製のシム材３を
挟むようにして電線６，７と圧電セラミック素子板１，
２を貼り付け加圧熱圧着する。以上により、図４に示す
ように、圧電バイモルフが完成する。
挟むようにして電線６，７と圧電セラミック素子板１，
２を貼り付け加圧熱圧着する。以上により、図４に示す
ように、圧電バイモルフが完成する。
【００２０】第１及び第２の実施形態に係る圧電バイモ
ルフを従来方法で製造した圧電バイモルフと比較するた
めの性能試験を行った。
ルフを従来方法で製造した圧電バイモルフと比較するた
めの性能試験を行った。
【００２１】（試験１）耐絶縁性の効果を確認するため
端面から数ｍｍ以上の部分にのみ電極を形成した圧電バ
イモルフと従来方法で製造した圧電バイモルフで耐湿負
荷試験を行い、絶縁不良率を比較した。結果を下記の表
１に示す。
端面から数ｍｍ以上の部分にのみ電極を形成した圧電バ
イモルフと従来方法で製造した圧電バイモルフで耐湿負
荷試験を行い、絶縁不良率を比較した。結果を下記の表
１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】（試験２）電極面積を縮小しても変位や発
生力に変化が無いことを確認するため端面から数ｍｍ以
上の部分にのみ電極を形成した圧電バイモルフと従来方
法で製造した圧電バイモルフで変位と発生力の測定を行
い、比較した。結果を下記の表２に示す。
生力に変化が無いことを確認するため端面から数ｍｍ以
上の部分にのみ電極を形成した圧電バイモルフと従来方
法で製造した圧電バイモルフで変位と発生力の測定を行
い、比較した。結果を下記の表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】素子長に対する電極長の割合（図５（ａ）
参照）と変位量との関係は、図５（ｂ）のグラフ１の様
になる。グラフ１から明らかなように、固定端と反対側
の電極は変位に対してあまり寄与していないことが分か
る。従って、第１の実施形態や第２の実施形態のよう
に、固定端と反対側の電極が小さかったり、或いは存在
しなくても、圧電バイモルフとして従来のものと同等に
機能し、しかも、絶縁性、耐湿性等を高められることが
分かる。
参照）と変位量との関係は、図５（ｂ）のグラフ１の様
になる。グラフ１から明らかなように、固定端と反対側
の電極は変位に対してあまり寄与していないことが分か
る。従って、第１の実施形態や第２の実施形態のよう
に、固定端と反対側の電極が小さかったり、或いは存在
しなくても、圧電バイモルフとして従来のものと同等に
機能し、しかも、絶縁性、耐湿性等を高められることが
分かる。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、圧
電セラミック部品の圧電素子の電極を、素子端面より内
側に形成し、また、この素子端面と電極までの距離を部
位によって変化させることにより、変位量、発生力を維
持しながら絶縁性、耐湿性を高めた圧電セラミック部品
を提供することができる。
電セラミック部品の圧電素子の電極を、素子端面より内
側に形成し、また、この素子端面と電極までの距離を部
位によって変化させることにより、変位量、発生力を維
持しながら絶縁性、耐湿性を高めた圧電セラミック部品
を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電バイモルフ
の分解斜視図である。
の分解斜視図である。
【図２】図１に示す圧電バイモルフの斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る圧電バイモルフ
の分解斜視図である。
の分解斜視図である。
【図４】図３に示す圧電バイモルフの斜視図である。
【図５】（ａ）は素子長に対する電極長の割合を模式的
に示す概略図、（ｂ）は素子長に対する電極長の割合と
変位量との関係を示すグラフである。
に示す概略図、（ｂ）は素子長に対する電極長の割合と
変位量との関係を示すグラフである。
【図６】従来の圧電バイモルフの分解斜視図である。
【図７】図６に示す圧電バイモルフの斜視図である。
１ 圧電セラミック素子 ２ 圧電セラミック素子 ３ シム材 ４ スパッタ又はメッキで構成したＡｕ電極 ５ スパッタ又はメッキで構成したＡｕ電極 ６ 電線 ７ 電線
Claims (4)
- 【請求項１】 電圧を印加することによって動作する圧
電セラミック部品において、電極を素子端面部より内側
に形成することにより、電極間距離を延長させ両電極間
の絶縁を高めることを特徴とする圧電セラミック部品。 - 【請求項２】 部品の一部を固定し、電圧を印加するこ
とによって他の部分を動作させる圧電バイモルフにおい
て、電極を素子端面部より内側に形成することにより、
電極間距離を延長させ両電極間の絶縁を高めることを特
徴とする圧電バイモルフ。 - 【請求項３】 素子端面から電極までの距離を固定部分
と動作部分とで違えることで、変位量、発生力を維持し
ながら絶縁性を高めることを特徴とする請求項２記載の
圧電バイモルフ。 - 【請求項４】 固定部から素子の全長の約６０％の部分
まで電極を形成することで、変位量、発生力を維持しな
がら絶縁性を高めることを特徴とする請求項２記載の圧
電バイモルフ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000117341A JP2001308401A (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | 圧電セラミック部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000117341A JP2001308401A (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | 圧電セラミック部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001308401A true JP2001308401A (ja) | 2001-11-02 |
Family
ID=18628669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000117341A Withdrawn JP2001308401A (ja) | 2000-04-19 | 2000-04-19 | 圧電セラミック部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001308401A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007336685A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Seiko Epson Corp | 振動体、圧電アクチュエータ、電子機器、および振動体の製造方法 |
-
2000
- 2000-04-19 JP JP2000117341A patent/JP2001308401A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007336685A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Seiko Epson Corp | 振動体、圧電アクチュエータ、電子機器、および振動体の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060804 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060804 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070206 |