JP2002009357A - 積層型圧電素子 - Google Patents
積層型圧電素子Info
- Publication number
- JP2002009357A JP2002009357A JP2000186283A JP2000186283A JP2002009357A JP 2002009357 A JP2002009357 A JP 2002009357A JP 2000186283 A JP2000186283 A JP 2000186283A JP 2000186283 A JP2000186283 A JP 2000186283A JP 2002009357 A JP2002009357 A JP 2002009357A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal electrode
- glass
- piezoelectric element
- multilayer
- electrode layer
- 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.)
- Withdrawn
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で小型でかつ製品寿命の長い積層型圧電
素子を提供すること。 【解決手段】 圧電セラミック層１と内部電極層２とを
交互に積層して角柱形の積層体３を作る。その積層体の
異なる所定側面で内部電極層の異なるものを２つの外部
電極５により夫々接続する。さらに、積層体の残りの側
面で内部電極層の少なくとも一部をガラス１２により覆
った。
素子を提供すること。 【解決手段】 圧電セラミック層１と内部電極層２とを
交互に積層して角柱形の積層体３を作る。その積層体の
異なる所定側面で内部電極層の異なるものを２つの外部
電極５により夫々接続する。さらに、積層体の残りの側
面で内部電極層の少なくとも一部をガラス１２により覆
った。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交互に積層された
圧電セラミック層及び内部電極層を有する積層型圧電素
子に関する。この種の積層型圧電素子としては、電圧を
加えて変位又は力を生じさせる圧電アクチュエータ素子
や、加圧により電圧を生じさせる圧電センサ素子があ
る。
圧電セラミック層及び内部電極層を有する積層型圧電素
子に関する。この種の積層型圧電素子としては、電圧を
加えて変位又は力を生じさせる圧電アクチュエータ素子
や、加圧により電圧を生じさせる圧電センサ素子があ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の積層形圧電素子を図２を参照して
説明する。図示の積層形圧電素子は、圧電セラミック層
１と内部電極層２とを第１の方向に交互に積層した四角
柱形の積層体３を含んでいる。積層体３の第１の方向に
直交した第２の方向で対向する２つの所定側面には、異
なる内部電極層２の端面を１層おきに覆ったガラス４を
設けている。そして、それらの所定側面に外部電極５を
夫々設け、ガラス４で覆われない内部電極層２の端面に
それらの外部電極５を接続している。即ち、２つの所定
側面で内部電極層２の異なるものの端部を２つの外部電
極５に夫々接続している。積層体３の第１及び第２の方
向に直交する第３の方向で対向する残りの側面には、内
部電極層２の端面が露出している。
説明する。図示の積層形圧電素子は、圧電セラミック層
１と内部電極層２とを第１の方向に交互に積層した四角
柱形の積層体３を含んでいる。積層体３の第１の方向に
直交した第２の方向で対向する２つの所定側面には、異
なる内部電極層２の端面を１層おきに覆ったガラス４を
設けている。そして、それらの所定側面に外部電極５を
夫々設け、ガラス４で覆われない内部電極層２の端面に
それらの外部電極５を接続している。即ち、２つの所定
側面で内部電極層２の異なるものの端部を２つの外部電
極５に夫々接続している。積層体３の第１及び第２の方
向に直交する第３の方向で対向する残りの側面には、内
部電極層２の端面が露出している。
【０００３】さらに、図３に示すように、外部電極５に
外部リード線６を接続し、側面をエポキシ樹脂８で覆っ
たものがある。
外部リード線６を接続し、側面をエポキシ樹脂８で覆っ
たものがある。
【０００４】また、図４に示すように、積層体３の第１
の方向における両端面にホルダー８を夫々接続し、これ
らのホルダー８を金属ケース９で結合し、さらに外部電
極５を電圧印加端子１１に接続したものもある。
の方向における両端面にホルダー８を夫々接続し、これ
らのホルダー８を金属ケース９で結合し、さらに外部電
極５を電圧印加端子１１に接続したものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エポキ
シ樹脂７を用いたタイプでは、使用時に外部の湿度の影
響を受け、内部電極層２や外部電極５がマイグレ一ショ
ンを起こし、製品寿命が短くなるという欠点がある。
シ樹脂７を用いたタイプでは、使用時に外部の湿度の影
響を受け、内部電極層２や外部電極５がマイグレ一ショ
ンを起こし、製品寿命が短くなるという欠点がある。
【０００６】また金属ケース９を用いたタイプでは、完
全に密封されるため湿度の影響を受けないが、部品点数
が多く組立工数も多くかかるため、製品価格が高額にな
るという欠点や、部品構成上外形寸法が大きくなるとい
う欠点がある。
全に密封されるため湿度の影響を受けないが、部品点数
が多く組立工数も多くかかるため、製品価格が高額にな
るという欠点や、部品構成上外形寸法が大きくなるとい
う欠点がある。
【０００７】それ故に本発明の課題は、安価で小型でか
つ製品寿命の長い積層型圧電素子を提供することにあ
る。
つ製品寿命の長い積層型圧電素子を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧電セ
ラミック層と内部電極層とを交互に積層した角柱形の積
層体と、前記積層体の異なる所定側面で前記内部電極層
の異なるものを夫々接続した複数の外部電極とを備えた
積層型圧電素子において、前記積層体の残りの側面で前
記内部電極層の少なくとも一部をガラスにより覆ったこ
とを特徴とする積層型圧電素子が得られる。
ラミック層と内部電極層とを交互に積層した角柱形の積
層体と、前記積層体の異なる所定側面で前記内部電極層
の異なるものを夫々接続した複数の外部電極とを備えた
積層型圧電素子において、前記積層体の残りの側面で前
記内部電極層の少なくとも一部をガラスにより覆ったこ
とを特徴とする積層型圧電素子が得られる。
【０００９】前記所定側面でも前記内部電極層の少なく
とも一部をガラスにより覆ってもよい。
とも一部をガラスにより覆ってもよい。
【００１０】前記ガラスは前記積層体の変位方向に連続
していない方がよい。
していない方がよい。
【００１１】前記ガラスは前記内部電極層を一層おきに
覆ってもよい。
覆ってもよい。
【００１２】本発明によれば、圧電セラミック層と内部
電極層とを第１の方向に交互に積層した積層体と、前記
積層体の前記第１の方向に直交した第２の方向で対向す
る２つの面で前記内部電極層の異なるものの端部を夫々
接続した２つの外部電極とを備えた積層型圧電素子にお
いて、前記積層体の前記第１及び第２の方向に直交する
第３の方向で対向する２つの面で前記内部電極層の端部
をガラスで全面あるいは一部を覆ったことを特徴とする
積層型圧電素子が得られる。
電極層とを第１の方向に交互に積層した積層体と、前記
積層体の前記第１の方向に直交した第２の方向で対向す
る２つの面で前記内部電極層の異なるものの端部を夫々
接続した２つの外部電極とを備えた積層型圧電素子にお
いて、前記積層体の前記第１及び第２の方向に直交する
第３の方向で対向する２つの面で前記内部電極層の端部
をガラスで全面あるいは一部を覆ったことを特徴とする
積層型圧電素子が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図１を参照して、本発明の
実施の形態に係る積層型圧電素子について説明する。
実施の形態に係る積層型圧電素子について説明する。
【００１４】図示の積層型圧電素子は圧電アクチュエー
タ素子であり、圧電セラミック層１と内部電極層２とを
第１の方向に交互に積層した例えば四角柱形の積層体３
をベースとしている。積層体３は圧電セラミック層１及
び内部電極層２の各グリーンシート又はペーストを積層
して、個々の大きさに切断の後、焼成されたものからな
る。
タ素子であり、圧電セラミック層１と内部電極層２とを
第１の方向に交互に積層した例えば四角柱形の積層体３
をベースとしている。積層体３は圧電セラミック層１及
び内部電極層２の各グリーンシート又はペーストを積層
して、個々の大きさに切断の後、焼成されたものからな
る。
【００１５】積層体３の第１の方向に直交した第２の方
向で対向する２つの所定側面には、異なる内部電極層２
の端面を１層おきに覆ったガラス４を設けている。そし
て、それらの所定側面に外部電極５を夫々設け、ガラス
４で覆われない内部電極層２の端面にそれらの外部電極
５を接続している。即ち、２つの所定側面で内部電極層
２の異なるものの端部を２つの外部電極５に夫々接続し
ている。
向で対向する２つの所定側面には、異なる内部電極層２
の端面を１層おきに覆ったガラス４を設けている。そし
て、それらの所定側面に外部電極５を夫々設け、ガラス
４で覆われない内部電極層２の端面にそれらの外部電極
５を接続している。即ち、２つの所定側面で内部電極層
２の異なるものの端部を２つの外部電極５に夫々接続し
ている。
【００１６】積層体３の第１及び第２の方向に直交する
第３の方向で対向する残りの２つの側面には、内部電極
層２の端面を完全に覆うようにガラス１２が夫々備えら
れている。これらのガラス１２は一つおきに前述したガ
ラス４と一体化されている。
第３の方向で対向する残りの２つの側面には、内部電極
層２の端面を完全に覆うようにガラス１２が夫々備えら
れている。これらのガラス１２は一つおきに前述したガ
ラス４と一体化されている。
【００１７】この積層型圧電素子によれば、外部電極５
を有する所定側面以外の側面においても、内部電極層２
の端面がガラス１２で覆われているため、外部の湿度の
影響による内部電極層２のマイグレーシヨンが防止さ
れ、金属ケースを用いたタイプに近い耐湿効果が得られ
る。
を有する所定側面以外の側面においても、内部電極層２
の端面がガラス１２で覆われているため、外部の湿度の
影響による内部電極層２のマイグレーシヨンが防止さ
れ、金属ケースを用いたタイプに近い耐湿効果が得られ
る。
【００１８】さらに、ガラス１２は変位方向に連続しな
い構造、即ち、間断的に設けられた構造をもつことが好
ましい。それにより、圧電アクチユエータとして駆動し
た場合でもガラス１２が欠けたり割れたりすることを防
止できる。なお、この場合にはガラス１２は内部電極層
２の端面の一部を間断的に覆った状態となる。
い構造、即ち、間断的に設けられた構造をもつことが好
ましい。それにより、圧電アクチユエータとして駆動し
た場合でもガラス１２が欠けたり割れたりすることを防
止できる。なお、この場合にはガラス１２は内部電極層
２の端面の一部を間断的に覆った状態となる。
【００１９】図１の構造をもつ圧電アクチュエータ素子
と図３の構造をもつ圧電アクチュエータ素子と図４の構
造をもつ圧電アクチュエータ素子とをそれぞれサンプル
として１０個製作した。これらのサンプルを、４０℃か
つ９０％ＲＨの環境下でＤＣ１５０Ｖを連続印加し、絶
縁破壊するまでの時間を計測して平均故障時間ＭＴＴＦ
（Ｈｒ）を算出した。算出の結果は、図１の構造をもつ
圧電アクチュエータ素子は８００００、図４の構造をも
つ圧電アクチュエータ素子（樹脂外装タイプ）は５０
０、図３の構造をもつ圧電アクチュエータ素子（金属ケ
ースタイプ）は９９０００であった。これにより、図１
の構造をもつ圧電アクチュエータ素子は図３の構造をも
つ圧電アクチュエータ素子（金属ケースタイプ）に近い
絶縁破壊の耐久性が得られることが判った。
と図３の構造をもつ圧電アクチュエータ素子と図４の構
造をもつ圧電アクチュエータ素子とをそれぞれサンプル
として１０個製作した。これらのサンプルを、４０℃か
つ９０％ＲＨの環境下でＤＣ１５０Ｖを連続印加し、絶
縁破壊するまでの時間を計測して平均故障時間ＭＴＴＦ
（Ｈｒ）を算出した。算出の結果は、図１の構造をもつ
圧電アクチュエータ素子は８００００、図４の構造をも
つ圧電アクチュエータ素子（樹脂外装タイプ）は５０
０、図３の構造をもつ圧電アクチュエータ素子（金属ケ
ースタイプ）は９９０００であった。これにより、図１
の構造をもつ圧電アクチュエータ素子は図３の構造をも
つ圧電アクチュエータ素子（金属ケースタイプ）に近い
絶縁破壊の耐久性が得られることが判った。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外部電極を有する側面以外の側面でも内部電極層の端面
がガラスで覆われるため、外部の湿度の影響を完全に遮
断でき、製品寿命が長く、信頼性が高く、かつ小型で安
価な積層型圧電素子を提供できる。
外部電極を有する側面以外の側面でも内部電極層の端面
がガラスで覆われるため、外部の湿度の影響を完全に遮
断でき、製品寿命が長く、信頼性が高く、かつ小型で安
価な積層型圧電素子を提供できる。
【図１】本発明の実施の形態に係る積層型圧電素子とし
ての圧電アクチュエータ素子の概略斜視図である。
ての圧電アクチュエータ素子の概略斜視図である。
【図２】従来の積層形圧電素子の一例としての圧電アク
チュエータ素子の概略斜視図である。
チュエータ素子の概略斜視図である。
【図３】従来の積層形圧電素子の他の例としての圧電ア
クチュエータ素子の概略断面図である。
クチュエータ素子の概略断面図である。
【図４】従来の積層形圧電素子のさらに他の例としての
圧電アクチュエータ素子の概略断面図である。
圧電アクチュエータ素子の概略断面図である。
１ 圧電セラミック層 ２ 内部電極層 ３ 積層体 ４ ガラス ５ 外部電極 ８ エポキシ樹脂 ９ 金属ケース １２ ガラス
Claims (5)
- 【請求項１】 圧電セラミック層と内部電極層とを交互
に積層した角柱形の積層体と、前記積層体の異なる所定
側面で前記内部電極層の異なるものを夫々接続した複数
の外部電極とを備えた積層型圧電素子において、前記積
層体の残りの側面で前記内部電極層の少なくとも一部を
ガラスにより覆ったことを特徴とする積層型圧電素子。 - 【請求項２】 前記所定側面でも前記内部電極層の少な
くとも一部をガラスにより覆った請求項１に記載の積層
型圧電素子。 - 【請求項３】 前記ガラスは前記積層体の変位方向に連
続していない請求項１又は２に記載の積層型圧電素子。 - 【請求項４】 前記ガラスは前記内部電極層を一層おき
に覆う請求項１−３のいずれかに記載の積層型圧電素
子。 - 【請求項５】 圧電セラミック層と内部電極層とを第１
の方向に交互に積層した積層体と、前記積層体の前記第
１の方向に直交した第２の方向で対向する２つの面で前
記内部電極層の異なるものの端部を夫々接続した２つの
外部電極とを備えた積層型圧電素子において、前記積層
体の前記第１及び第２の方向に直交する第３の方向で対
向する２つの面で前記内部電極層の端部をガラスで全面
あるいは一部を覆ったことを特徴とする積層型圧電素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000186283A JP2002009357A (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 積層型圧電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000186283A JP2002009357A (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 積層型圧電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002009357A true JP2002009357A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18686475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000186283A Withdrawn JP2002009357A (ja) | 2000-06-21 | 2000-06-21 | 積層型圧電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002009357A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005192388A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-07-14 | Ngk Insulators Ltd | 超音波振動素子及びそれを用いた超音波アクチュエータ |
-
2000
- 2000-06-21 JP JP2000186283A patent/JP2002009357A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005192388A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-07-14 | Ngk Insulators Ltd | 超音波振動素子及びそれを用いた超音波アクチュエータ |
| JP4666578B2 (ja) * | 2003-12-04 | 2011-04-06 | 日本碍子株式会社 | 超音波振動素子及びそれを用いた超音波アクチュエータ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061218 |
|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070904 |