JP2791838B2 - 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法 - Google Patents
積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、逆圧電効果を利用し、
電気的入力エネルギーを変位や力などの機械エネルギー
に変換する積層型圧電アクチュエータに関する。
電気的入力エネルギーを変位や力などの機械エネルギー
に変換する積層型圧電アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は特開平３−９４４８７に開示され
ている従来の積層型圧電アクチュエータ４０の一部の構
造概略図である。図７において、圧電セラミックスシー
ト４１には互いに平行な複数個の帯状電極４２および４
３が形成され、互いに異なる側に引き出されている。さ
らにこのように電極が形成された複数枚の圧電セラミッ
クスシート４１が図８に示すように対応する電極が厚さ
方向に重なり合うように積層され、図９に示すように重
なり合う電極は同じ電位に、隣合う電極は異なる電位に
なるように、異なる側面のほぼ全面に形成された外部接
続電極４６，４７に接続されて積層型圧電アクチュエー
タ４０が作られている。
ている従来の積層型圧電アクチュエータ４０の一部の構
造概略図である。図７において、圧電セラミックスシー
ト４１には互いに平行な複数個の帯状電極４２および４
３が形成され、互いに異なる側に引き出されている。さ
らにこのように電極が形成された複数枚の圧電セラミッ
クスシート４１が図８に示すように対応する電極が厚さ
方向に重なり合うように積層され、図９に示すように重
なり合う電極は同じ電位に、隣合う電極は異なる電位に
なるように、異なる側面のほぼ全面に形成された外部接
続電極４６，４７に接続されて積層型圧電アクチュエー
タ４０が作られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１０は、図７〜図９
に示した従来の積層型圧電アクチュエータ４０における
歪の発生原理の説明図であり、圧電セラミックスシート
４１の前記帯状電極と直角な方向の断面図を示してい
る。図１０において、帯状電極４２をアース電位とし、
帯状電極４３にプラスの直流高電圧を印加すると破線の
矢印の向きに分極される。すなわち、各帯状電極の間の
領域では前記圧電セラミックスシート４１の面に平行な
成分が主体で、各帯状電極の直下の領域では前記圧電セ
ラミックスシートの４１の面と直角な成分が主体とな
る。このようにして分極した後、帯状電極４２および４
３の間に駆動電圧を印加した場合、印加電圧の極性が分
極電圧の極性と同じ場合は、電界の向きは前記破線で示
した分極の向きと同じになり、前記圧電セラミックスシ
ート４１の局部的には破線の矢印に沿って伸び歪が発生
し、各帯状電極の間の領域では圧電縦効果により帯状電
極と直角な方向すなわち図１０の左右の方向の長さが伸
びるように変形する。しかし、図７〜図１０に示した従
来の積層型圧電アクチュエータにおいては、前述したよ
うに、帯状電極４２および４３が同一圧電セラミックス
シート４１面上に形成され、しかも、一般的にはこれら
帯状電極は金属ペーストをスクリーン印刷により形成さ
れるため、印刷時のペーストのにじみなどの影響で、帯
状電極４２と４３の間に分極および駆動電圧を印加した
場合、絶縁破壊を生ずるという問題があり、電極間隔を
狭くし、駆動電圧を低くすることが難しいという問題が
ある。本発明の課題は、帯状電極の間隔を小さくするこ
とができ、かつ、駆動電圧に対する変位量を大きくする
ことができる積層型圧電アクチュエータを提供すること
にある。
に示した従来の積層型圧電アクチュエータ４０における
歪の発生原理の説明図であり、圧電セラミックスシート
４１の前記帯状電極と直角な方向の断面図を示してい
る。図１０において、帯状電極４２をアース電位とし、
帯状電極４３にプラスの直流高電圧を印加すると破線の
矢印の向きに分極される。すなわち、各帯状電極の間の
領域では前記圧電セラミックスシート４１の面に平行な
成分が主体で、各帯状電極の直下の領域では前記圧電セ
ラミックスシートの４１の面と直角な成分が主体とな
る。このようにして分極した後、帯状電極４２および４
３の間に駆動電圧を印加した場合、印加電圧の極性が分
極電圧の極性と同じ場合は、電界の向きは前記破線で示
した分極の向きと同じになり、前記圧電セラミックスシ
ート４１の局部的には破線の矢印に沿って伸び歪が発生
し、各帯状電極の間の領域では圧電縦効果により帯状電
極と直角な方向すなわち図１０の左右の方向の長さが伸
びるように変形する。しかし、図７〜図１０に示した従
来の積層型圧電アクチュエータにおいては、前述したよ
うに、帯状電極４２および４３が同一圧電セラミックス
シート４１面上に形成され、しかも、一般的にはこれら
帯状電極は金属ペーストをスクリーン印刷により形成さ
れるため、印刷時のペーストのにじみなどの影響で、帯
状電極４２と４３の間に分極および駆動電圧を印加した
場合、絶縁破壊を生ずるという問題があり、電極間隔を
狭くし、駆動電圧を低くすることが難しいという問題が
ある。本発明の課題は、帯状電極の間隔を小さくするこ
とができ、かつ、駆動電圧に対する変位量を大きくする
ことができる積層型圧電アクチュエータを提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧電セ
ラミックシートと電極層とが交互に積層されて形成され
る積層型圧電アクチュエータにおいて、前記電極層それ
ぞれは、連なって配された、互いに平行で、同一の外部
共通電極に接続された複数の帯状電極を有し、前記電極
層それぞれは、更に交互に位置する第一の電極層および
第二の電極層のいずれか一方からなり、かつ、前記第一
の電極層の帯状電極は、重なり合う前記第二の電極層に
おいて隣り合う帯状電極の間隙位置に配されていること
を特徴とする積層型圧電アクチュエータが得られる。
ラミックシートと電極層とが交互に積層されて形成され
る積層型圧電アクチュエータにおいて、前記電極層それ
ぞれは、連なって配された、互いに平行で、同一の外部
共通電極に接続された複数の帯状電極を有し、前記電極
層それぞれは、更に交互に位置する第一の電極層および
第二の電極層のいずれか一方からなり、かつ、前記第一
の電極層の帯状電極は、重なり合う前記第二の電極層に
おいて隣り合う帯状電極の間隙位置に配されていること
を特徴とする積層型圧電アクチュエータが得られる。
【０００５】また、本発明によれば、上記積層型圧電ア
クチュエータにおいて、前記第一の電極層および前記第
二の電極層それぞれは、それぞれにおける電極層の帯状
電極を接続する接続用電極を有し、前記外部共通電極
は、前記接続用電極を介して前記帯状電極と接続してい
ることを特徴とする積層型圧電アクチュエータが得られ
る。
クチュエータにおいて、前記第一の電極層および前記第
二の電極層それぞれは、それぞれにおける電極層の帯状
電極を接続する接続用電極を有し、前記外部共通電極
は、前記接続用電極を介して前記帯状電極と接続してい
ることを特徴とする積層型圧電アクチュエータが得られ
る。
【０００６】また、本発明によれば、第一の圧電セラミ
ックスグリーンシートに金属ペーストを塗布することに
より前記第一の圧電セラミックスグリーンシートの長さ
方向と直角であって互いに平行な複数個の帯状電極を形
成して第一の電極層を作り、次に第二の圧電セラミック
スグリーンシートに金属ペーストを塗布することにより
前記第二の圧電セラミックスグリーンシートの長さ方向
と直角であって互いに平行な複数個の帯状電極を形成し
て第二の電極層を作り、次に第一の電極層の帯状電極の
間のほぼ中央部に第二の電極層の帯状電極が位置するよ
うに前記第一および第二の圧電セラミックスグリーンシ
ートを交互に積層して積層体を作った後に、この積層体
を焼結したことを特徴とする積層型圧電アクチュエータ
の製造方法が得られる。
ックスグリーンシートに金属ペーストを塗布することに
より前記第一の圧電セラミックスグリーンシートの長さ
方向と直角であって互いに平行な複数個の帯状電極を形
成して第一の電極層を作り、次に第二の圧電セラミック
スグリーンシートに金属ペーストを塗布することにより
前記第二の圧電セラミックスグリーンシートの長さ方向
と直角であって互いに平行な複数個の帯状電極を形成し
て第二の電極層を作り、次に第一の電極層の帯状電極の
間のほぼ中央部に第二の電極層の帯状電極が位置するよ
うに前記第一および第二の圧電セラミックスグリーンシ
ートを交互に積層して積層体を作った後に、この積層体
を焼結したことを特徴とする積層型圧電アクチュエータ
の製造方法が得られる。
【０００７】また、本発明によれば、第一の圧電セラミ
ックスグリーンシートに金属ペーストを塗布することに
より前記圧電セラミックスグリーンシートの長さ方向と
直角であって互いに平行な複数個の帯状電極およびこれ
らの帯状電極を接続する接続用電極を形成して第一の電
極層を作り、次に第二の圧電セラミックスグリーンシー
トに金属ペーストを塗布することにより前記第二の圧電
セラミックスグリーンシートの長さ方向と直角であって
互いに平行な複数個の帯状電極およびこれらの帯状電極
を接続する接続用電極を形成して第二の電極層を作り、
次に第一の電極層の帯状電極の間のほぼ中央部に第二の
電極層の帯状電極が位置するように前記第一および第二
の圧電セラミックスグリーンシートを交互に積層して積
層体を作った後に、この積層体を焼結したことを特徴と
する積層型圧電アクチュエータの製造方法が得られる。
ックスグリーンシートに金属ペーストを塗布することに
より前記圧電セラミックスグリーンシートの長さ方向と
直角であって互いに平行な複数個の帯状電極およびこれ
らの帯状電極を接続する接続用電極を形成して第一の電
極層を作り、次に第二の圧電セラミックスグリーンシー
トに金属ペーストを塗布することにより前記第二の圧電
セラミックスグリーンシートの長さ方向と直角であって
互いに平行な複数個の帯状電極およびこれらの帯状電極
を接続する接続用電極を形成して第二の電極層を作り、
次に第一の電極層の帯状電極の間のほぼ中央部に第二の
電極層の帯状電極が位置するように前記第一および第二
の圧電セラミックスグリーンシートを交互に積層して積
層体を作った後に、この積層体を焼結したことを特徴と
する積層型圧電アクチュエータの製造方法が得られる。
【０００８】また、本発明によれば、第一の圧電セラミ
ックスグリーンシートに金属ペーストを塗布することに
より前記第一の圧電セラミックスグリーンシートの長さ
方向と直角であって互いに平行な複数個の帯状電極を形
成し、または、これらの帯状電極を接続する接続用電極
を形成して第一の電極層を作り、次に第二の圧電セラミ
ックスグリーンシートに金属ペーストを塗布することに
より前記第二の圧電セラミックスグリーンシートの長さ
方向と直角であって互いに平行な複数個の帯状電極を形
成し、または、これらの帯状電極を接続する接続用電極
を形成して第二の電極層を作り、次に第一の電極層の帯
状電極の間のほぼ中央部に第二の電極層の帯状電極が位
置するように前記第一および第二の圧電セラミックスグ
リーンシートを交互に積層して積層体を作り、次にこの
積層体の異なる側面に前記第一および第二の電極層の帯
状電極または接続用電極と接続するように金属ペースト
を塗布することにより外部共通電極を作った後に、前記
積層体および外部共通電極をを焼結したことを特徴とす
る積層型圧電アクチュエータの製造方法が得られる。
ックスグリーンシートに金属ペーストを塗布することに
より前記第一の圧電セラミックスグリーンシートの長さ
方向と直角であって互いに平行な複数個の帯状電極を形
成し、または、これらの帯状電極を接続する接続用電極
を形成して第一の電極層を作り、次に第二の圧電セラミ
ックスグリーンシートに金属ペーストを塗布することに
より前記第二の圧電セラミックスグリーンシートの長さ
方向と直角であって互いに平行な複数個の帯状電極を形
成し、または、これらの帯状電極を接続する接続用電極
を形成して第二の電極層を作り、次に第一の電極層の帯
状電極の間のほぼ中央部に第二の電極層の帯状電極が位
置するように前記第一および第二の圧電セラミックスグ
リーンシートを交互に積層して積層体を作り、次にこの
積層体の異なる側面に前記第一および第二の電極層の帯
状電極または接続用電極と接続するように金属ペースト
を塗布することにより外部共通電極を作った後に、前記
積層体および外部共通電極をを焼結したことを特徴とす
る積層型圧電アクチュエータの製造方法が得られる。
【０００９】
【実施例】図１および図２は、本発明の積層型圧電アク
チュエータ１０の構造例の概略図である。図１におい
て、矩形板状の圧電セラミックシート１の一方の面には
圧電セラミックシート１の長さ方向と垂直な方向に複数
個の帯状電極１１が互いに平行に形成されている。各帯
状電極１１の一方の端部は圧電セラミックシート１の一
方の側部まで引き出されて第一の電極層１１′が形成さ
れている。圧電セラミックシート２の一方の面には、矩
形板状の圧電セラミックシート２の長さ方向に複数個の
帯状電極１２が互いに平行に形成され、各帯状電極１２
の一方の端部は第一の電極層１１′の帯状電極１１が引
き出された側部と反対側の側部に引き出されて第二の電
極層１２′が形成されている。これら第一の電極層１
１′が形成された圧電セラミックシート１と第二の電極
層１２′が形成された圧電セラミックシート２とは、重
ね合わせた際、図２に示すように、第一の電極層１１′
の帯状電極１１と第二の電極層１２′の帯状電極１２と
の位置を帯状電極間隔のほぼ半分だけ互いにずらして、
第一の電極層１１′の隣接する帯状電極１１の間隙のほ
ぼ中央部、すなわち、隣接する帯状電極１１からほぼ等
間隔に、第二の電極層１２′の帯状電極１２が位置する
ように交互に複数枚が積層されている。
チュエータ１０の構造例の概略図である。図１におい
て、矩形板状の圧電セラミックシート１の一方の面には
圧電セラミックシート１の長さ方向と垂直な方向に複数
個の帯状電極１１が互いに平行に形成されている。各帯
状電極１１の一方の端部は圧電セラミックシート１の一
方の側部まで引き出されて第一の電極層１１′が形成さ
れている。圧電セラミックシート２の一方の面には、矩
形板状の圧電セラミックシート２の長さ方向に複数個の
帯状電極１２が互いに平行に形成され、各帯状電極１２
の一方の端部は第一の電極層１１′の帯状電極１１が引
き出された側部と反対側の側部に引き出されて第二の電
極層１２′が形成されている。これら第一の電極層１
１′が形成された圧電セラミックシート１と第二の電極
層１２′が形成された圧電セラミックシート２とは、重
ね合わせた際、図２に示すように、第一の電極層１１′
の帯状電極１１と第二の電極層１２′の帯状電極１２と
の位置を帯状電極間隔のほぼ半分だけ互いにずらして、
第一の電極層１１′の隣接する帯状電極１１の間隙のほ
ぼ中央部、すなわち、隣接する帯状電極１１からほぼ等
間隔に、第二の電極層１２′の帯状電極１２が位置する
ように交互に複数枚が積層されている。
【００１０】図２に示す積層型圧電アクチュエータにお
いては一方の側面に第一の電極層１１′の帯状電極１１
の端部が引き出され、他方の側面に第二の電極層１２′
の帯状電極１２の端部が引き出されることになるため、
図３に示すように、それぞれの側面の全面にわたって外
部共通電極５ａ，５ｂを形成すると、第一の電極層１
１′の帯状電極１１と第二の電極層１２′の帯状電極１
２とはそれぞれ同一電位に接続される。したがって、こ
れらの外部共通電極５ａ，５ｂに直流高電圧を印加して
分極処理を施すことにより、積層型圧電アクチュエータ
１０とすることができる。
いては一方の側面に第一の電極層１１′の帯状電極１１
の端部が引き出され、他方の側面に第二の電極層１２′
の帯状電極１２の端部が引き出されることになるため、
図３に示すように、それぞれの側面の全面にわたって外
部共通電極５ａ，５ｂを形成すると、第一の電極層１
１′の帯状電極１１と第二の電極層１２′の帯状電極１
２とはそれぞれ同一電位に接続される。したがって、こ
れらの外部共通電極５ａ，５ｂに直流高電圧を印加して
分極処理を施すことにより、積層型圧電アクチュエータ
１０とすることができる。
【００１１】図４は、本発明の積層型圧電アクチュエー
タの動作原理の説明図である。図４は図２における帯状
電極１１，１２と直角な方向の断面図のうち圧電セラミ
ックスシート１および圧電セラミックスシート２の各１
層分のを示している。図４において、破線は帯状電極１
１をプラス極、帯状電極１２をマイナス極として分極処
理を施した場合の分極の向きを示している。図４はそれ
ぞれの帯状電極に分極時と同じ極性の電圧を印加した場
合の電界の向きおよびその時発生する歪の状態を示して
る。この場合は、分極の向きと印加電界の向きが等しい
ため、分極の向きに沿って伸び歪が発生し、図４の場合
とは逆に分極時と逆極性の電圧を印加した場合は、分極
の向きと印加電界の向きが逆であるため、分極の向きに
沿って縮み歪が発生する。帯状電極１１，１２の電極の
ピッチが圧電セラミックスシート１および２の厚さに比
べて十分大きく、帯状電極の幅がピッチに比べて小さい
場合は、圧電セラミックスシート１および２は圧電縦効
果による長さ方向の伸縮変位が大きくなり、長さ方向の
変位を利用する圧電アクチュエータとすることができ
る。
タの動作原理の説明図である。図４は図２における帯状
電極１１，１２と直角な方向の断面図のうち圧電セラミ
ックスシート１および圧電セラミックスシート２の各１
層分のを示している。図４において、破線は帯状電極１
１をプラス極、帯状電極１２をマイナス極として分極処
理を施した場合の分極の向きを示している。図４はそれ
ぞれの帯状電極に分極時と同じ極性の電圧を印加した場
合の電界の向きおよびその時発生する歪の状態を示して
る。この場合は、分極の向きと印加電界の向きが等しい
ため、分極の向きに沿って伸び歪が発生し、図４の場合
とは逆に分極時と逆極性の電圧を印加した場合は、分極
の向きと印加電界の向きが逆であるため、分極の向きに
沿って縮み歪が発生する。帯状電極１１，１２の電極の
ピッチが圧電セラミックスシート１および２の厚さに比
べて十分大きく、帯状電極の幅がピッチに比べて小さい
場合は、圧電セラミックスシート１および２は圧電縦効
果による長さ方向の伸縮変位が大きくなり、長さ方向の
変位を利用する圧電アクチュエータとすることができ
る。
【００１２】以上は本発明の積層型圧電アクチュエータ
の動作原理を圧電セラミックスシート１および２が各１
層の場合について説明したが、本発明の積層型圧電アク
チュエータでは、このような電極層１１，１２を有する
圧電セラミックスシート１，２が複数枚積層されて構成
され、それぞれが同じように動作する。前記電極層１
１，１２を有する圧電セラミックスシート１，２を複数
枚積層した場合、印加電圧が同じ場合の変位量は各１枚
の場合と同じであるが、発生力はほぼ積層枚数に比例す
る。
の動作原理を圧電セラミックスシート１および２が各１
層の場合について説明したが、本発明の積層型圧電アク
チュエータでは、このような電極層１１，１２を有する
圧電セラミックスシート１，２が複数枚積層されて構成
され、それぞれが同じように動作する。前記電極層１
１，１２を有する圧電セラミックスシート１，２を複数
枚積層した場合、印加電圧が同じ場合の変位量は各１枚
の場合と同じであるが、発生力はほぼ積層枚数に比例す
る。
【００１３】図５および図６は、本発明の積層型圧電ア
クチュエータ１０の他の実施例の構造の概略図である。
図５（ａ）は第一の電極層１１′を有する圧電セラミッ
クスシート１′の構造を示し、また図５（ｂ）は第二の
電極層１２′を有する圧電セラミックスシート２′の構
造を示す。図６は図５に示した電極層を有する圧電セラ
ミックスシート１′，２′を交互に複数枚重ねて構成し
た本発明の積層型圧電アクチュエータを示している。こ
の際の圧電セラミックスシート１′，２′は、第一の電
極層１１′の帯状電極１１と第二の電極層１２′の帯状
電極１２との位置を帯状電極間隔のほぼ半分だけ互いに
ずらして、第一の電極層１１′の隣接する帯状電極１１
の間隙のほぼ中央部、すなわち、隣接する帯状電極１１
からほぼ等間隔に、第二の電極層１２′の帯状電極１２
が位置するように重ね合わされている。
クチュエータ１０の他の実施例の構造の概略図である。
図５（ａ）は第一の電極層１１′を有する圧電セラミッ
クスシート１′の構造を示し、また図５（ｂ）は第二の
電極層１２′を有する圧電セラミックスシート２′の構
造を示す。図６は図５に示した電極層を有する圧電セラ
ミックスシート１′，２′を交互に複数枚重ねて構成し
た本発明の積層型圧電アクチュエータを示している。こ
の際の圧電セラミックスシート１′，２′は、第一の電
極層１１′の帯状電極１１と第二の電極層１２′の帯状
電極１２との位置を帯状電極間隔のほぼ半分だけ互いに
ずらして、第一の電極層１１′の隣接する帯状電極１１
の間隙のほぼ中央部、すなわち、隣接する帯状電極１１
からほぼ等間隔に、第二の電極層１２′の帯状電極１２
が位置するように重ね合わされている。
【００１４】図５において、第一の電極層１１′の帯状
電極１１は矩形板状圧電セラミックスシート１′の長さ
方向と直角に形成され、各帯状電極１１の一方の端部は
前記圧電セラミックスシート１′の一方の側部近傍まで
引き出され第一の接続用電極１３に接続されている。第
二の電極層１２′の帯状電極１２は矩形板状圧電セラミ
ックスシート２′の長さ方向と直角に形成され、各帯状
電極１２の一方の端部は前記第一の電極層の帯状電極１
１が引き出された側部と反対側の側部に引き出されて第
二の接続用電極１４に接続されている。図６に示した本
発明の積層型圧電アクチュエータ１０においては、圧電
セラミックスシート１′，２′の各面上でそれぞれの帯
状電極１１，１２が接続用電極１３，１４に接続され、
前記第一の接続用電極１３と第二の接続用電極１４は前
記積層体の異なる側面に露出しているため、図３の場合
と同様に、それぞれの側面の一部に外部共通電極５ａ，
５ｂを形成し、これらの外部共通電極５ａ，５ｂに直流
高電圧を印加して分極処理を施すことにより、積層型圧
電アクチュエータ１０とすることができる。
電極１１は矩形板状圧電セラミックスシート１′の長さ
方向と直角に形成され、各帯状電極１１の一方の端部は
前記圧電セラミックスシート１′の一方の側部近傍まで
引き出され第一の接続用電極１３に接続されている。第
二の電極層１２′の帯状電極１２は矩形板状圧電セラミ
ックスシート２′の長さ方向と直角に形成され、各帯状
電極１２の一方の端部は前記第一の電極層の帯状電極１
１が引き出された側部と反対側の側部に引き出されて第
二の接続用電極１４に接続されている。図６に示した本
発明の積層型圧電アクチュエータ１０においては、圧電
セラミックスシート１′，２′の各面上でそれぞれの帯
状電極１１，１２が接続用電極１３，１４に接続され、
前記第一の接続用電極１３と第二の接続用電極１４は前
記積層体の異なる側面に露出しているため、図３の場合
と同様に、それぞれの側面の一部に外部共通電極５ａ，
５ｂを形成し、これらの外部共通電極５ａ，５ｂに直流
高電圧を印加して分極処理を施すことにより、積層型圧
電アクチュエータ１０とすることができる。
【００１５】なお、前記接続用電極１３および１４は、
前記各帯状電極１１，１２の一部または前記接続用電極
１３，１４の一部がそれぞれ異なる側部に引き出されて
いれば、必ずしも前記圧電セラミックスシート１，２の
側部に形成する必要はない。
前記各帯状電極１１，１２の一部または前記接続用電極
１３，１４の一部がそれぞれ異なる側部に引き出されて
いれば、必ずしも前記圧電セラミックスシート１，２の
側部に形成する必要はない。
【００１６】図１および図５に示したような電極層１
１′，１２′を圧電セラミックスシート１，２に形成す
る方法としては、焼結後の圧電セラミックスシートにス
クリーン印刷により金属ペーストを印刷した後に焼き付
ける方法や、メッキや蒸着等により圧電セラミックスシ
ートの表面の全面に電極を形成した後に、フォトエッチ
ングによりパターンを形成する方法がある。また、図２
および図６に示したように電極層を有する圧電セラミッ
クスシートを積層する方法として、接着剤を用いて積
層、接着する方法もあるが、本発明では、焼結前の圧電
セラミックスグリーンシートの一方の面に、金属ペース
ト（例えば銀パラジウムペースト）を印刷して前記電極
層を形成し、この圧電セラミックスグリーンシートを位
置を合わせて複数枚積層して一体とした後に焼結し、焼
結後の積層体の両側面部に前記帯状電極１１および１２
と接続するように金属ペーストを塗布することにより外
部共通電極を作った後に、外部共通電極を焼き付ける。
なお、前記積層体を焼結する前に、前記積層体の両側面
部に前記帯状電極１１，１２と接続するように金属ペー
ストを塗布することにより外部共通電極を作った後に、
前記積層体および外部共通電極を同時に焼結してもよ
い。
１′，１２′を圧電セラミックスシート１，２に形成す
る方法としては、焼結後の圧電セラミックスシートにス
クリーン印刷により金属ペーストを印刷した後に焼き付
ける方法や、メッキや蒸着等により圧電セラミックスシ
ートの表面の全面に電極を形成した後に、フォトエッチ
ングによりパターンを形成する方法がある。また、図２
および図６に示したように電極層を有する圧電セラミッ
クスシートを積層する方法として、接着剤を用いて積
層、接着する方法もあるが、本発明では、焼結前の圧電
セラミックスグリーンシートの一方の面に、金属ペース
ト（例えば銀パラジウムペースト）を印刷して前記電極
層を形成し、この圧電セラミックスグリーンシートを位
置を合わせて複数枚積層して一体とした後に焼結し、焼
結後の積層体の両側面部に前記帯状電極１１および１２
と接続するように金属ペーストを塗布することにより外
部共通電極を作った後に、外部共通電極を焼き付ける。
なお、前記積層体を焼結する前に、前記積層体の両側面
部に前記帯状電極１１，１２と接続するように金属ペー
ストを塗布することにより外部共通電極を作った後に、
前記積層体および外部共通電極を同時に焼結してもよ
い。
【００１７】
【発明の効果】以上に示したように、本発明によれば、
第一の電極層帯状電極が前記第二の電極層の帯状電極の
間のほぼ中央部に位置し、圧電セラミックスシートを挾
んで交互に複数枚積層され、かつ、前記第一の電極層の
帯状電極と前記第二の電極層の帯状電極はそれぞれ前記
圧電セラミックスシート上あるいは前記積層体の側面に
おいて電気的に接続され同一電位となるため、同一面内
での絶縁破壊の心配が無く、従来より狭い間隔での帯状
電極の形成が可能となり、かつ、従来の積層型圧電アク
チュエータの半分程度の低い駆動電圧でほぼ同じ変位量
を得ることが可能となる。
第一の電極層帯状電極が前記第二の電極層の帯状電極の
間のほぼ中央部に位置し、圧電セラミックスシートを挾
んで交互に複数枚積層され、かつ、前記第一の電極層の
帯状電極と前記第二の電極層の帯状電極はそれぞれ前記
圧電セラミックスシート上あるいは前記積層体の側面に
おいて電気的に接続され同一電位となるため、同一面内
での絶縁破壊の心配が無く、従来より狭い間隔での帯状
電極の形成が可能となり、かつ、従来の積層型圧電アク
チュエータの半分程度の低い駆動電圧でほぼ同じ変位量
を得ることが可能となる。
【図１】本発明の積層型圧電アクチュエータの１実施例
の一部を示す斜視図である。
の一部を示す斜視図である。
【図２】本発明の積層型圧電アクチュエータの１実施例
を示す一部切欠側面図である。
を示す一部切欠側面図である。
【図３】本発明の積層型圧電アクチュエータの１実施例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図４】本発明の積層型圧電アクチュエータの１実施例
の動作原理を説明するための説明図である。
の動作原理を説明するための説明図である。
【図５】本発明の積層型圧電アクチュエータの他の実施
例の一部を示す斜視図である。
例の一部を示す斜視図である。
【図６】本発明の積層型圧電アクチュエータの他の実施
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
【図７】従来の積層型圧電アクチュエータの一部を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図８】従来の積層型圧電アクチュエータを示す一部切
欠側面図である。
欠側面図である。
【図９】従来の積層型圧電アクチュエータを示す斜視図
である。
である。
【図１０】従来の積層型圧電アクチュエータの動作原理
を説明するための説明図である。
を説明するための説明図である。
１，１′，２，２′ 圧電セラミックスシート ５ａ，５ｂ 外部共通電極 １１，１２ 帯状電極 １１´，１２´ 電極層 １３，１４ 接続用電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 41/083 H01L 41/22
Claims (5)
- 【請求項１】圧電セラミックシートと電極層とが交互に
積層されて形成される積層型圧電アクチュエータにおい
て、前記電極層それぞれは、連なって配された、互いに
平行で、同一の外部共通電極に接続された複数の帯状電
極を有し、前記電極層それぞれは、更に交互に位置する
第一の電極層および第二の電極層のいずれか一方からな
り、かつ、前記第一の電極層の帯状電極は、重なり合う
前記第二の電極層において隣り合う帯状電極の間隙位置
に配されていることを特徴とする積層型圧電アクチュエ
ータ。 - 【請求項２】請求項１において、前記第一の電極層およ
び前記第二の電極層それぞれは、それぞれにおける電極
層の帯状電極を接続する接続用電極を有し、前記外部共
通電極は、前記接続用電極を介して前記帯状電極と接続
していることを特徴とする積層型圧電アクチュエータ。 - 【請求項３】 第一の圧電セラミックスグリーンシート
に金属ペーストを塗布することにより前記第一の圧電セ
ラミックスグリーンシートの長さ方向と直角であって互
いに平行な複数個の帯状電極を形成して第一の電極層を
作り、次に第二の圧電セラミックスグリーンシートに金
属ペーストを塗布することにより前記第二の圧電セラミ
ックスグリーンシートの長さ方向と直角であって互いに
平行な複数個の帯状電極を形成して第二の電極層を作
り、次に第一の電極層の帯状電極の間のほぼ中央部に第
二の電極層の帯状電極が位置するように前記第一および
第二の圧電セラミックスグリーンシートを交互に積層し
て積層体を作った後に、この積層体を焼結したことを特
徴とする積層型圧電アクチュエータの製造方法。 - 【請求項４】 第一の圧電セラミックスグリーンシート
に金属ペーストを塗布することにより前記圧電セラミッ
クスグリーンシートの長さ方向と直角であって互いに平
行な複数個の帯状電極およびこれらの帯状電極を接続す
る接続用電極を形成して第一の電極層を作り、次に第二
の圧電セラミックスグリーンシートに金属ペーストを塗
布することにより前記第二の圧電セラミックスグリーン
シートの長さ方向と直角であって互いに平行な複数個の
帯状電極およびこれらの帯状電極を接続する接続用電極
を形成して第二の電極層を作り、次に第一の電極層の帯
状電極の間のほぼ中央部に第二の電極層の帯状電極が位
置するように前記第一および第二の圧電セラミックスグ
リーンシートを交互に積層して積層体を作った後に、こ
の積層体を焼結したことを特徴とする積層型圧電アクチ
ュエータの製造方法。 - 【請求項５】 第一の圧電セラミックスグリーンシート
に金属ペーストを塗布することにより前記第一の圧電セ
ラミックスグリーンシートの長さ方向と直角であって互
いに平行な複数個の帯状電極を形成し、または、これら
の帯状電極を接続する接続用電極を形成して第一の電極
層を作り、次に第二の圧電セラミックスグリーンシート
に金属ペーストを塗布することにより前記第二の圧電セ
ラミックスグリーンシートの長さ方向と直角であって互
いに平行な複数個の帯状電極を形成し、または、これら
の帯状電極を接続する接続用電極を形成して第二の電極
層を作り、次に第一の電極層の帯状電極の間のほぼ中央
部に第二の電極層の帯状電極が位置するように前記第一
および第二の圧電セラミックスグリーンシートを交互に
積層して積層体を作り、次にこの積層体の異なる側面に
前記第一および第二の電極層の帯状電極または接続用電
極と接続するように金属ペーストを塗布することにより
外部共通電極を作った後に、前記積層体および外部共通
電極をを焼結したことを特徴とする積層型圧電アクチュ
エータの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27191391A JP2791838B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法 |
| US07/946,946 US5315205A (en) | 1991-09-25 | 1992-09-17 | Piezoelectric vibrator capable of reliably preventing dielectric breakdown and a method of manufacturing the same |
| DE69208189T DE69208189T2 (de) | 1991-09-25 | 1992-09-23 | Piezoelektrischer Vibrator, der auf eine zuverlässige Weise einen dielektrischen Durchbruch verhindert und Verfahren zu seiner Herstellung |
| EP92116253A EP0534389B1 (en) | 1991-09-25 | 1992-09-23 | Piezoelectric vibrator capable of reliably preventing dielectric breakdown and a method of manufacturing the same |
| US08/156,280 US5400488A (en) | 1991-09-25 | 1993-11-22 | Method of manufacturing a piezoelectric vibrator capable of reliably preventing dielectric breakdown |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27191391A JP2791838B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0590657A JPH0590657A (ja) | 1993-04-09 |
| JP2791838B2 true JP2791838B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=17506626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27191391A Expired - Fee Related JP2791838B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791838B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160097749A (ko) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 범진시엔엘 주식회사 | 압전 스피커용 압전 소자 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003052182A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Nec Tokin Corp | 圧電アクチュエータ及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0394487A (ja) * | 1989-09-06 | 1991-04-19 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電アクチュエータ |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP27191391A patent/JP2791838B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160097749A (ko) * | 2015-02-10 | 2016-08-18 | 범진시엔엘 주식회사 | 압전 스피커용 압전 소자 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0590657A (ja) | 1993-04-09 |
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