JP3362346B2 - Piezo actuator - Google Patents

Piezo actuator

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JP3362346B2
JP3362346B2 JP33817293A JP33817293A JP3362346B2 JP 3362346 B2 JP3362346 B2 JP 3362346B2 JP 33817293 A JP33817293 A JP 33817293A JP 33817293 A JP33817293 A JP 33817293A JP 3362346 B2 JP3362346 B2 JP 3362346B2
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Japan
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piezoelectric actuator
metal case
annular groove
represented
metal
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Inventor
良明 布田
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エヌイーシートーキン株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気的エネルギーを変
位や力の機械的エネルギーに変換する圧電アクチュエー
タであって、詳しくは使用環境の影響を受けないように
圧電アクチュエータ本体を金属ケースに封入した密封構
造の圧電アクチュエータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric actuator for converting electric energy into mechanical energy such as displacement or force. More specifically, the piezoelectric actuator body is enclosed in a metal case so as not to be affected by the operating environment. The present invention relates to a sealed piezoelectric actuator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、圧電アクチュエータは、精密研
削,精密切削等の機械加工装置や半導体製造装置におけ
る微少な位置制御に用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, piezoelectric actuators have been used for minute position control in machining equipment such as precision grinding and precision cutting and semiconductor manufacturing equipment.

【0003】この圧電アクチュエータは、圧電性セラミ
ックの固体歪みを利用した変位素子で、印加電圧の大き
さによりマイクロメーターオーダーの微少変位量による
制御が可能であり、しかもそのときの発生力が単位面積
当りで数キログラム/mmとなるので、超精密機械加
工や半導体製造装置のステッパのような微少位置決めを
行う用途に適している。
This piezoelectric actuator is a displacement element utilizing the solid strain of piezoelectric ceramics, and can be controlled by a micro displacement of micrometer order depending on the magnitude of the applied voltage, and the generated force at that time is a unit area. Since it is several kilograms / mm 2 per hit, it is suitable for applications such as ultra-precision machining and minute positioning such as steppers in semiconductor manufacturing equipment.

【0004】ところで、精密研削や精密切削等を行う機
械加工装置においては、加工性能の向上を図るために水
系の潤滑液が広く用いられているので、この潤滑液が圧
電アクチュエータを濡らすことを回避できない。このよ
うな使用条件の場合、圧電アクチュエータは高湿度の環
境下では絶縁抵抗が容易に低下し、場合によっては絶縁
破壊が生じてしまう。そこで、水分に晒されるような高
湿度環境で用いる場合には、潤滑液が圧電アクチュエー
タに触れるのを防止するため、圧電アクチュエータ本体
を樹脂コーティングしたり、或いは圧電アクチュエータ
本体を金属ケースに封入して密封構造とする等の処置対
策が施されている。
By the way, in a machining device for performing precision grinding or precision cutting, since a water-based lubricating liquid is widely used in order to improve the machining performance, it is avoided that the lubricating liquid wets the piezoelectric actuator. Can not. Under such usage conditions, the insulation resistance of the piezoelectric actuator is easily lowered in a high humidity environment, and in some cases dielectric breakdown occurs. Therefore, when used in a high-humidity environment that is exposed to moisture, the piezoelectric actuator main body is resin-coated or the piezoelectric actuator main body is sealed in a metal case in order to prevent the lubricating liquid from touching the piezoelectric actuator. Measures such as a sealed structure are taken.

【0005】又、半導体製造装置のステッパはクリーン
な環境で駆動され、しかもその環境下の温度や湿度は一
定になるように管理されている。通常半導体製造装置は
装置自体が非常に高価である上、その稼働率が高いの
で、圧電アクチュエータが故障すると半導体製造ライン
に与える被害が非常に大きくなってしまう。従って、こ
のような高信頼性が要求される用途で使用される圧電ア
クチュエータは、半導体製造装置の組立や周囲の環境の
変化によって悪影響を受けないように圧電アクチュエー
タ本体を金属ケースに封入した密封構造のものが用いら
れている。
Further, the stepper of the semiconductor manufacturing apparatus is driven in a clean environment, and the temperature and humidity under the environment are controlled to be constant. Usually, the semiconductor manufacturing apparatus itself is very expensive and the operating rate thereof is high. Therefore, if the piezoelectric actuator fails, the damage to the semiconductor manufacturing line will be very large. Therefore, piezoelectric actuators used in applications that require such high reliability have a sealed structure in which the piezoelectric actuator body is enclosed in a metal case so as not to be adversely affected by the assembly of semiconductor manufacturing equipment and changes in the surrounding environment. Is used.

【0006】因みに、このような密封構造の圧電アクチ
ュエータは各種市販されており、これらの圧電アクチュ
エータには、例えば圧電アクチュエータ本体の変位量を
拘束しないように金属ケースとステムとを接合せずに僅
かな空隙を作り、この空隙にゴム製のOリングを挟み込
んだ構造のものや、或いは金属ケースの側面の一部を変
位方向に対して柔軟なベローズ構造としたもの等が挙げ
られる。
By the way, various types of piezoelectric actuators having such a sealed structure are commercially available, and these piezoelectric actuators are slightly bonded to each other without joining the metal case and the stem so as not to restrain the displacement amount of the piezoelectric actuator body. Examples of the structure include a structure in which a hollow space is formed and a rubber O-ring is sandwiched in the space, or a part of the side surface of the metal case has a bellows structure that is flexible in the displacement direction.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した密封構造の圧
電アクチュエータの場合、圧電アクチュエータ本体を樹
脂コーティングを施したり、或いは金属ケース及びステ
ム間にゴム製Oリングを設けたものでは、湿気の侵入を
完全に防止することができず、例えば使用時間が数百時
間以上になると依然として圧電アクチュエータの絶縁抵
抗が低下してしまうという問題がある。
In the case of the above-mentioned sealed structure piezoelectric actuator, if the piezoelectric actuator body is coated with a resin or a rubber O-ring is provided between the metal case and the stem, moisture will not enter. This cannot be completely prevented, and there is a problem that the insulation resistance of the piezoelectric actuator is still reduced when the usage time exceeds several hundred hours.

【0008】又、圧電アクチュエータ本体を金属ケース
に封入した密封構造のものでは、湿気の侵入に対しては
防止効果があるが、圧電アクチュエータ本体の変位量を
拘束しないようなベローズ構造を成す金属ケースが高価
である上、圧電アクチュエータ本体を金属ケースに封入
するプロセスが複雑となる等の理由により、製造コスト
が高価になり過ぎるという問題がある。
Further, in the case of the sealed structure in which the piezoelectric actuator body is enclosed in a metal case, the metal case has a bellows structure which has an effect of preventing the intrusion of moisture but does not restrain the displacement amount of the piezoelectric actuator body. In addition to being expensive, there is a problem that the manufacturing cost becomes too expensive because the process of encapsulating the piezoelectric actuator body in the metal case becomes complicated.

【0009】本発明は、かかる問題点を解消すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、湿気の侵入を充分に防
止できると共に、圧電アクチュエータ本体の変位量を拘
束せずに安価に製造し得る密封構造の圧電アクチュエー
タを提供することにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and its technical problem is that it is possible to sufficiently prevent the invasion of moisture and to manufacture the piezoelectric actuator body at a low cost without restraining the displacement amount thereof. Another object of the present invention is to provide a piezoelectric actuator having a sealed structure.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、所定方
向に延びた圧電アクチュエータ本体の該所定方向に直交
する一端面を金属ステムの一面部に固定し、且つ他端面
を金属ケースにおける該所定方向に平行な長さ方向に直
交する内部端面に固定し、該金属ステム及び該金属ケー
ス内に該圧電アクチュエータ本体を封入した密閉構造の
圧電アクチュエータにおいて、金属ケースの長さ方向に
延びた側面部における内周面及び外周面には、それぞれ
周面を一周する少なくとも1本の環状溝部が形成された
圧電アクチュエータが得られる。
According to the present invention, one end surface of a piezoelectric actuator body extending in a predetermined direction, which is orthogonal to the predetermined direction, is fixed to one surface portion of a metal stem, and the other end surface of the metal case is fixed. In a piezoelectric actuator having a hermetically sealed structure in which the piezoelectric actuator body is enclosed in the metal stem and the metal case, the side surface extending in the length direction of the metal case being fixed to an inner end surface parallel to a predetermined direction and orthogonal to the length direction. A piezoelectric actuator is obtained in which at least one annular groove portion is formed on each of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the portion so as to go around the peripheral surface.

【0011】又、本発明によれば、上記圧電アクチュエ
ータにおいて、金属ケースの肉厚がt,外周面の環状溝
部の深さがa,内周面の環状溝部の深さがbで表わされ
るときにt≦a+b<2tなる関係と、更に、金属ステ
ムの一面部を基準面として該基準面から内周面の環状溝
部までの距離がc,基準面から外周面の環状溝部までの
距離がdで表わされるときにt/2<|c−d|≦tな
る関係とが成立する構造の圧電アクチュエータが得られ
る。
Further, according to the present invention, in the above piezoelectric actuator, when the thickness of the metal case is represented by t, the depth of the annular groove portion of the outer peripheral surface is represented by a, and the depth of the annular groove portion of the inner peripheral surface is represented by b. And t ≦ a + b <2t, and further, with the one surface of the metal stem as a reference surface, the distance from the reference surface to the annular groove portion of the inner peripheral surface is c, and the distance from the reference surface to the annular groove portion of the outer peripheral surface is d. A piezoelectric actuator having a structure satisfying the relationship of t / 2 <| cd− ≦ t when expressed by

【0012】一方、本発明によれば、所定方向に延びた
圧電アクチュエータ本体の該所定方向に直交する一端面
を金属ステムの一面部に固定し、且つ他端面を金属ケー
スにおける該所定方向に平行な長さ方向に直交する内部
端面に固定し、該金属ステム及び該金属ケース内に該圧
電アクチュエータ本体を封入した密閉構造の圧電アクチ
ュエータにおいて、金属ケースにおける圧電アクチュエ
ータ本体の他端面を固定した側に位置される端面部の固
定部分を除く内面,及び外面には、該金属ケースの長さ
方向に平行する中心軸を中心として同心円状にそれぞれ
少なくとも1本の環状溝部が形成され、金属ケースの端
面部の肉厚がt´,外面の環状溝部の深さがa´,内面
の環状溝部の深さがb´で表わされるときにt´≦a´
+b´<2t´なる関係と、更に、中心軸の中心を基準
として外面の環状溝部の直径がc´,中心軸の中心を基
準として内面の環状溝部の直径がd´で表わされるとき
にc´<d´,且つt´/2<|c´−d´|≦t´な
る関係とが成立する構造の圧電アクチュエータが得られ
る。
On the other hand, according to the present invention, one end surface of the piezoelectric actuator body extending in the predetermined direction orthogonal to the predetermined direction is fixed to one surface portion of the metal stem, and the other end surface is parallel to the predetermined direction in the metal case. In a piezoelectric actuator having a hermetically sealed structure in which the piezoelectric actuator main body is sealed in the metal stem and the metal case, the other end surface of the piezoelectric actuator main body in the metal case is fixed to the side where the other end surface is fixed. At least one annular groove is formed concentrically around the central axis parallel to the length direction of the metal case on the inner surface and the outer surface excluding the fixed portion of the end surface portion to be positioned. When the wall thickness of the portion is t ', the depth of the outer annular groove is a', and the depth of the inner annular groove is b ', then t'≤a'
+ B ′ <2t ′, and further, when the diameter of the annular groove portion on the outer surface is represented by c ′ with respect to the center of the central axis and the diameter of the annular groove portion on the inner surface is represented by d ′ with reference to the center of the central axis, c It is possible to obtain a piezoelectric actuator having a structure satisfying the relation of '<d' and t '/ 2 <| c'-d' | ≤t '.

【0013】[0013]

【作用】本発明の密閉構造型圧電アクチュエータは、圧
電アクチュエータ本体が変位して金属ケースに引っ張り
応力が作用しても、金属ケースの長さ方向に延びた側面
部の内周面に形成した環状溝部と外周面に形成した環状
溝部と間の肉厚部に回転モーメントが発生するので、圧
電アクチュエータ本体の変位を拘束することなく、しか
も金属ケースの疲労による破壊を防止できる。又、この
ような作用効果は、他の密閉構造型圧電アクチュエータ
として、金属ケースにおける圧電アクチュエータ本体の
他端面を固定した側に位置される端面部の固定部分を除
く内面,及び外面に対し、金属ケースの長さ方向に平行
する中心軸を中心として同心円状にそれぞれ少なくとも
1本の環状溝部を形成した場合にも同様に得られる。
According to the sealed structure type piezoelectric actuator of the present invention, even if the piezoelectric actuator main body is displaced and tensile stress acts on the metal case, the ring-shaped piezoelectric actuator formed on the inner peripheral surface of the side surface extending in the length direction of the metal case. Since a rotational moment is generated in the thick portion between the groove and the annular groove formed on the outer peripheral surface, it is possible to prevent the metal case from being damaged by fatigue without restraining the displacement of the piezoelectric actuator body. In addition, such an effect is obtained by using a metal actuator for other sealed structure type piezoelectric actuators with respect to an inner surface and an outer surface excluding a fixed portion of an end surface portion located on a side where the other end surface of the piezoelectric actuator body is fixed in the metal case. The same can be obtained when at least one annular groove is formed concentrically around a central axis parallel to the length direction of the case.

【0014】[0014]

【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の圧電アクチュ
エータについて、図面を参照して詳細に説明する。図1
は、本発明の実施例1に係る圧電アクチュエータの基本
構成を示した側面断面図である。
The piezoelectric actuator of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 3 is a side sectional view showing the basic structure of the piezoelectric actuator according to the first embodiment of the present invention.

【0015】この圧電アクチュエータは、所定方向に延
びた圧電アクチュエータ本体11の所定方向に直交する
一端面を金属ステム12の一面部に固定し、且つ他端面
を金属ケース13における長さ方向(所定方向に平行す
る)に直交する内部端面に固定することによって、金属
ステム12及び金属ケース13内に圧電アクチュエータ
本体11を封入した密閉構造になっている。
In this piezoelectric actuator, one end surface of a piezoelectric actuator body 11 extending in a predetermined direction, which is orthogonal to the predetermined direction, is fixed to one surface portion of the metal stem 12, and the other end surface is in the length direction (predetermined direction) of the metal case 13. The piezoelectric actuator main body 11 is enclosed in the metal stem 12 and the metal case 13 so that the piezoelectric actuator body 11 has a sealed structure.

【0016】このうち、金属ケース13の長さ方向に延
びた側面部における外周面及び内周面には、それぞれ周
面を一周するように断面V字状の環状溝部14,15が
形成されている。
Of these, on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the side surface portion extending in the lengthwise direction of the metal case 13, annular groove portions 14 and 15 each having a V-shaped cross section are formed so as to go around the peripheral surface. There is.

【0017】図2は、金属ケース13の側面部における
外,内周面に形成された環状溝部14,15を拡大して
示した部分断面図である。これらの環状溝部14,15
は、金属ケース13の肉厚がt,外周面の環状溝部14
の深さがa,内周面の環状溝部15の深さがbで表わさ
れるときにt≦a+b<2tなる関係と、更に、金属ス
テム12の圧電アクチュエータ本体11の一端面が固定
された一面部を基準面としてこの基準面から内周面の環
状溝部15までの距離がc,基準面から外周面の環状溝
部14までの距離がdで表わされるときにt/2<|c
−d|≦tなる関係とが成立するように形成されてい
る。
FIG. 2 is an enlarged partial sectional view of the annular groove portions 14 and 15 formed on the outer and inner peripheral surfaces of the side surface of the metal case 13. These annular groove portions 14, 15
Is a metal case 13 having a wall thickness t and an annular groove 14 on the outer peripheral surface.
Has a depth of a and the depth of the annular groove portion 15 of the inner peripheral surface is represented by b, and t ≦ a + b <2t, and one surface of the metal stem 12 to which one end surface of the piezoelectric actuator body 11 is fixed. When the distance from the reference surface to the annular groove portion 15 on the inner peripheral surface is represented by c and the distance from the reference surface to the annular groove portion 14 on the outer peripheral surface is represented by d with respect to the portion as a reference surface, t / 2 <| c
The relationship of −d | ≦ t is established.

【0018】ここで、a+b<tで、且つt<|c−d
|の関係であれば、金属ケース13の剛性を小さくする
ことはできず、その結果、圧電アクチュエータ本体11
の変位量を拘束してしまうことになる。又、2t<a+
bであれば、金属ケース13が環状溝部14,15で切
断されてしまう危険が高くなるので、金属ケース13に
環状溝部14,15を形成しておくことが困難になる。
更に、|c−d|≦t/2であれば、環状溝部14,1
5の相互における先端間の距離が小さくなり過ぎて圧電
アクチュエータ本体11を繰り返し伸縮させたとき、環
状溝部14,15の相互における先端に引っ張り応力が
集中し、金属疲労によって金属ケース13が破壊され易
くなってしまう。
Where a + b <t and t <| c-d
If the relationship is |, the rigidity of the metal case 13 cannot be reduced, and as a result, the piezoelectric actuator body 11
Will constrain the displacement amount of. Also, 2t <a +
If it is b, the risk that the metal case 13 will be cut by the annular groove portions 14 and 15 becomes high, so that it becomes difficult to form the annular groove portions 14 and 15 in the metal case 13.
Further, if | c−d | ≦ t / 2, the annular groove portions 14, 1
When the piezoelectric actuator body 11 is repeatedly expanded and contracted due to the distance between the respective tips of 5 being too small, tensile stress is concentrated on the tips of the annular groove portions 14 and 15, and the metal case 13 is easily broken by metal fatigue. turn into.

【0019】従って、上述した関係を満たすように環状
溝部14,15を形成すれば、圧電アクチュエータ本体
11が変位して金属ケース13に引っ張り応力が働いて
も、環状溝部14,15間の肉厚部21に回転モーメン
トが発生し、圧電アクチュエータ本体11の変位を拘束
することなく、金属ケース13の疲労による破壊を防止
できるものとなる。
Therefore, if the annular groove portions 14 and 15 are formed so as to satisfy the above relationship, even if the piezoelectric actuator body 11 is displaced and tensile stress acts on the metal case 13, the wall thickness between the annular groove portions 14 and 15 is increased. A rotational moment is generated in the portion 21, and the metal case 13 can be prevented from being damaged by fatigue without restraining the displacement of the piezoelectric actuator body 11.

【0020】図3は、比較例1の圧電アクチュエータの
基本構成を示した側面断面図である。この圧電アクチュ
エータでは、金属ケース13aの長さ方向に延びた側面
部における外周面にのみ、周面を一周するように断面V
字状の環状溝部14が形成された点以外は、実施例1の
圧電アクチュエータと同様に構成されている。このよう
に金属ケース13の外周面にのみ環状溝部14を形成す
ると、圧電アクチュエータ本体11を繰り返して伸縮さ
せると、環状溝部14の先端31に引っ張り応力が集中
し、金属疲労によって金属ケース13aが破壊され易く
なってしまう。これは環状溝部14の代りに内周面にの
み環状溝部15を形成した場合にも同様となる。
FIG. 3 is a side sectional view showing the basic structure of the piezoelectric actuator of Comparative Example 1. In this piezoelectric actuator, only the outer peripheral surface of the side surface extending in the lengthwise direction of the metal case 13a has a cross-section V so as to go around the peripheral surface.
The piezoelectric actuator has the same configuration as the piezoelectric actuator of the first embodiment except that the character-shaped annular groove portion 14 is formed. When the annular groove portion 14 is formed only on the outer peripheral surface of the metal case 13 as described above, when the piezoelectric actuator body 11 is repeatedly expanded and contracted, tensile stress is concentrated on the tip 31 of the annular groove portion 14 and the metal case 13a is destroyed by metal fatigue. It is easy to be done. This also applies when the annular groove 15 is formed only on the inner peripheral surface instead of the annular groove 14.

【0021】以下は、実施例1に係る密閉構造の圧電ア
クチュエータの製造工程及び耐久特性を簡単に説明す
る。この圧電アクチュエータの製造工程においては、先
ず圧電性セラミックとして化学組成式がPb(Ni・N
b)Ti35Zr15
表わされるチタン酸ジルコン酸鉛系磁器粉末を原材料と
し、グリーンシート積層法により内部電極と圧電性セラ
ミックとが長さ方向に積層された構造であって、断面寸
法が5mm×5mm,長さが70mmの圧電アクチュエ
ータ本体11を製造する。
The manufacturing process and durability of the hermetically sealed piezoelectric actuator according to the first embodiment will be briefly described below. In the manufacturing process of this piezoelectric actuator, first the chemical composition formula of Pb (Ni.N
b) 0 . 5 Ti 0 . 35 Zr 0 . 15 O 3 , a lead zirconate titanate porcelain powder represented by 15 O 3 is used as a raw material, and internal electrodes and piezoelectric ceramics are laminated in the length direction by a green sheet lamination method, and the cross-sectional dimension is 5 mm × 5 mm. The piezoelectric actuator body 11 having a length of 70 mm is manufactured.

【0022】次に、圧電アクチュエータ本体11の長さ
方向の一端面を外径が20mmの円板状金属ステム12
の中央に固定した後、この圧電アクチュエータ本体11
の他端面を、外径が10mm,長さが70.5mm,肉
厚が0.5mmであって、且つその長さ方向における側
面部の外周面及び内周面に周面を一周する深さ0.3m
mの環状溝部14,15を互いの先端が0.3mm離れ
た位置となるように1本ずつ形成した金属ケース13の
内部端面に固定する。これにより、圧電アクチュエータ
本体11を金属ステム12及び金属ケース13内に封入
する。この後、金属ケース13と金属ステム12とを臘
付けし、更に圧電アクチュエータ本体11に電圧を印加
するためのリード線として、二端子のハーメチックシー
ル端子を金属ケース13の側面部の所定箇所に臘付け
し、電気的接続を可能にすることによって圧電アクチュ
エータを仕上げた。
Next, one end face in the length direction of the piezoelectric actuator body 11 is provided with a disc-shaped metal stem 12 having an outer diameter of 20 mm.
After fixing to the center of the
The other end surface of which has an outer diameter of 10 mm, a length of 70.5 mm, a wall thickness of 0.5 mm, and a depth of one round of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the side surface portion in the length direction. 0.3 m
The m-shaped annular groove portions 14 and 15 are fixed to the inner end surface of the metal case 13 formed one by one such that the tips of the annular groove portions 14 and 15 are separated by 0.3 mm. As a result, the piezoelectric actuator body 11 is enclosed in the metal stem 12 and the metal case 13. After that, the metal case 13 and the metal stem 12 are attached to each other, and as a lead wire for applying a voltage to the piezoelectric actuator body 11, a two-terminal hermetically sealed terminal is attached to a predetermined position on the side surface of the metal case 13. The piezoelectric actuator was finished by attaching and allowing electrical connection.

【0023】ところで、このようにして得られる圧電ア
クチュエータの性能を調べるため、金属ケース13へ封
入する前後の圧電アクチュエータ本体11に関し、25
0Vの直流電圧を印加した条件下で変位量の測定と温度
85℃,湿度90%RHで250Vの直流電圧を連続印
加した条件下でエージング不良率%の測定とを比較して
行ったところ、表1に示すような結果になった。
By the way, in order to investigate the performance of the piezoelectric actuator thus obtained, the piezoelectric actuator main body 11 before and after being enclosed in the metal case 13 is described as follows.
When the measurement of the displacement amount under the condition of applying a DC voltage of 0 V and the measurement of the aging failure rate% under the condition of continuously applying a DC voltage of 250 V at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 90% RH were performed, The results are shown in Table 1.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】表1からは、金属ケース13への封入に拘
らず圧電アクチュエータ本体11の変位量には殆ど変化
が認められないが、エージングの不良発生は圧電アクチ
ュエータ本体11を金属ケース13へ封入すれば完全に
抑制され、しかも経時変化による影響が全く認められな
いことが判る。
From Table 1, there is almost no change in the displacement amount of the piezoelectric actuator body 11 regardless of whether the piezoelectric actuator body 11 is sealed in the metal case 13 or not. It can be seen that, for example, it was completely suppressed, and there was no effect due to aging.

【0026】一方、実施例1に係る圧電アクチュエータ
と上述した製造工程に従って得た比較例1に係る圧電ア
クチュエータ(図3に示したもの)とに対し、それぞれ
周波数200Hz,デユーティ50%,0〜250Vの
パルス電流を連続印加してた条件下で金属ケース13,
13aの破壊疲労を調べたところ、表2に示すような結
果になった。
On the other hand, with respect to the piezoelectric actuator according to Example 1 and the piezoelectric actuator according to Comparative Example 1 (shown in FIG. 3) obtained by the above-described manufacturing process, the frequency is 200 Hz, the duty is 50%, and 0 to 250 V, respectively. Under the condition that the pulse current of
When the fracture fatigue of 13a was examined, the results shown in Table 2 were obtained.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】表2からは、金属ケース13の側面部にお
ける外,内周面に環状溝部14,15を形成した実施例
1の圧電アクチュエータは、金属ケース13の側面部に
おける外周面のみに環状溝部14を形成した比較例1の
圧電アクチュエータに比べて経時変化による破壊疲労の
影響が全く認められないことが判る。
From Table 2, the piezoelectric actuator of Example 1 in which the annular grooves 14 and 15 are formed on the outer and inner peripheral surfaces of the side surface of the metal case 13, the annular groove only on the outer peripheral surface of the side surface of the metal case 13. As compared with the piezoelectric actuator of Comparative Example 1 in which No. 14 is formed, it is found that the influence of fracture fatigue due to aging is not recognized at all.

【0029】従って、表1及び表2からは、実施例1に
係る圧電アクチュエータは、高温多湿条件下で連続使用
しても故障が発生せず、しかも金属ケース13の疲労破
壊も発生しない耐久性の優れたものになることが判る。
Therefore, from Tables 1 and 2, the piezoelectric actuator according to the first embodiment has no durability even if it is continuously used under high temperature and high humidity conditions, and the metal case 13 has no fatigue fracture. It turns out that it will be excellent.

【0030】尚、上述した実施例1の圧電アクチュエー
タでは、金属ケース13の側面部における内,外周面に
それぞれ1本ずつ環状溝部15,14を形成した場合を
説明したが、上述した関係を満たせば金属ケース13の
側面部の内,外周面にそれぞれ複数の環状溝部を設ける
ことが可能であり、この場合にも同等な効果が得られる
ので、本発明はこの実施例1に限定されない。
In the piezoelectric actuator of the first embodiment described above, the case where the annular groove portions 15 and 14 are formed on the inner surface and the outer peripheral surface of the side surface of the metal case 13 respectively has been described. For example, it is possible to provide a plurality of annular groove portions on each of the side surface portion and the outer peripheral surface of the metal case 13, and the same effect can be obtained in this case as well, so the present invention is not limited to the first embodiment.

【0031】図4は、本発明の実施例2に係る圧電アク
チュエータの基本構成を示した側面断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing the basic structure of the piezoelectric actuator according to the second embodiment of the present invention.

【0032】この圧電アクチュエータの基本構成も、先
の実施例1と同様に金属ステム12及び金属ケース13
´内に圧電アクチュエータ本体11を封入した密閉構造
のものであるが、金属ケース13´における圧電アクチ
ュエータ本体11の他端面を固定した側に位置される端
面部の外面(表面),及び固定部分を除く内面には、金
属ケース13´の長さ方向に平行する中心軸を中心とし
て同心円状にそれぞれ断面V字状の環状溝部14´,1
5´が形成されている。
The basic structure of this piezoelectric actuator is also the same as that of the first embodiment, that is, the metal stem 12 and the metal case 13.
′ Has a sealed structure in which the piezoelectric actuator body 11 is enclosed, but the outer surface (surface) of the end surface portion located on the side where the other end surface of the piezoelectric actuator body 11 in the metal case 13 ′ is fixed, and the fixed portion are On the inner surface to be removed, annular groove portions 14 ', 1 each having a V-shaped cross section are concentrically formed around a central axis parallel to the length direction of the metal case 13'.
5'is formed.

【0033】図5は、この金属ケース13´の端面部に
おける外,内面に形成された環状溝部14´,15´を
拡大して示した部分断面図である。これらの環状溝部1
4´,15´は、金属ケース13´の端面部の肉厚がt
´,外面の環状溝部14´の深さがa´,内面の環状溝
部15´の深さがb´で表わされるときにt´≦a´+
b´<2t´なる関係と、更に、中心軸の中心を基準と
して外面の環状溝部14´の直径がc´,中心軸の中心
を基準として内面の環状溝部15´の直径がd´で表わ
されるときにc´<d´,且つt´/2<|c´−d´
|≦t´なる関係とが成立するように形成されている。
FIG. 5 is an enlarged partial sectional view of annular groove portions 14 'and 15' formed on the outer and inner surfaces of the end surface portion of the metal case 13 '. These annular grooves 1
4 ′ and 15 ′ have a wall thickness t of the metal case 13 ′ of t.
′, When the depth of the outer annular groove portion 14 ′ is represented by a ′ and the depth of the inner annular groove portion 15 ′ is represented by b ′, t ′ ≦ a ′ +
b '<2t', and further, the diameter of the annular groove portion 14 'on the outer surface is represented by c'with reference to the center of the central axis, and the diameter of the annular groove portion 15' on the inner surface is represented by d'with reference to the center of the central axis. C '<d', and t '/ 2 <| c'-d'
It is formed so that the relationship | ≦ t ′ holds.

【0034】ここで、a´+b´<t´で、且つt´<
|c´−d´|の関係であれば、金属ケース13´の剛
性を小さくすることはできず、その結果、圧電アクチュ
エータ本体11の変位量を拘束してしまうことになる。
又、2t´<a´+b´であれば、金属ケース13´が
環状溝部14´,15´で切断されてしまう危険が高く
なるので、金属ケース13´に環状溝部14´,15´
を形成しておくことが困難になる。更に、c´≧d´で
あれば、金属ケース13´における環状溝部14´,1
5´間の肉厚部21´に回転モーメントが発生せず、引
っ張り応力のみが働き、その結果、金属疲労によって金
属ケース13´が肉厚部21´で破壊され易くなってし
まう。加えて、|c´−d´|≦t´/2であれば、環
状溝部14´,15´の相互における先端間の距離が小
さくなり過ぎて圧電アクチュエータ本体11を繰り返し
伸縮させたとき、環状溝部14´,15´の相互におけ
る先端に引っ張り応力が集中し、金属疲労によって金属
ケース13´が破壊され易くなってしまう。
Here, a '+ b'<t'andt'<
With the relationship of | c′−d ′ |, the rigidity of the metal case 13 ′ cannot be reduced, and as a result, the displacement amount of the piezoelectric actuator body 11 is restricted.
Further, if 2t '<a' + b ', the risk of the metal case 13' being cut by the annular groove portions 14 ', 15' increases, so that the metal case 13 'has annular groove portions 14', 15 '.
Is difficult to form. Further, if c '≧ d', the annular groove portions 14 ', 1 in the metal case 13' are
No rotational moment is generated in the thick portion 21 ′ between the 5 ′ and only tensile stress acts, and as a result, the metal case 13 ′ is easily broken by the thick portion 21 ′ due to metal fatigue. In addition, if | c′−d ′ | ≦ t ′ / 2, when the distance between the tips of the annular groove portions 14 ′ and 15 ′ becomes too small and the piezoelectric actuator body 11 is repeatedly expanded and contracted, The tensile stress is concentrated on the tips of the groove portions 14 'and 15', and the metal case 13 'is easily broken due to metal fatigue.

【0035】従って、上述した関係を満たすように環状
溝部14´,15´を形成すれば、圧電アクチュエータ
本体11が変位して金属ケース13´に引っ張り応力が
働いても、環状溝部14´,15´間の肉厚部21´に
回転モーメントが発生し、圧電アクチュエータ本体11
の変位を拘束することなく、金属ケース13´の疲労に
よる破壊を防止できるものとなる。
Therefore, if the annular groove portions 14 'and 15' are formed so as to satisfy the above relationship, even if the piezoelectric actuator body 11 is displaced and tensile stress acts on the metal case 13 ', the annular groove portions 14' and 15 'are formed. A rotational moment is generated in the thick portion 21 'between the piezo and the piezoelectric actuator body 11
It is possible to prevent the metal case 13 'from being damaged by fatigue without restraining the displacement of the metal case 13'.

【0036】図6は、比較例2の圧電アクチュエータの
基本構成を示した側面断面図である。この圧電アクチュ
エータでは、金属ケース13a´の端面部における外面
にのみ、断面V字状の環状溝部14´が形成された点以
外は、実施例2の圧電アクチュエータと同様に構成され
ている。このように金属ケース13a´の端面部の外面
にのみ環状溝部14´を形成すると、圧電アクチュエー
タ本体11を繰り返して伸縮させると、環状溝部14´
の先端31´に引っ張り応力が集中し、金属疲労によっ
て金属ケース13a´が破壊され易くなってしまう。こ
れは環状溝部14´の代りに金属ケース13a´の端面
部の内面にのみ環状溝部15´を形成した場合にも同様
となる。
FIG. 6 is a side sectional view showing the basic structure of the piezoelectric actuator of Comparative Example 2. This piezoelectric actuator has the same configuration as that of the piezoelectric actuator of the second embodiment except that the annular groove 14 'having a V-shaped cross section is formed only on the outer surface of the end surface of the metal case 13a'. When the annular groove portion 14 'is formed only on the outer surface of the end surface portion of the metal case 13a' as described above, when the piezoelectric actuator body 11 is repeatedly expanded and contracted, the annular groove portion 14 'is formed.
The tensile stress concentrates on the tip 31 ′ of the metal case 13 a, and the metal case 13 a ′ is easily broken due to metal fatigue. This also applies to the case where the annular groove 15 'is formed only on the inner surface of the end face portion of the metal case 13a' instead of the annular groove 14 '.

【0037】以下は、実施例2に係る密閉構造の圧電ア
クチュエータの製造工程及び耐久特性を簡単に説明す
る。この圧電アクチュエータの製造工程においては、先
ず圧電性セラミックとして化学組成式がPb(Ni・N
b)Ti35Zr15
表わされるチタン酸ジルコン酸鉛系磁器粉末を原材料と
し、グリーンシート積層法により内部電極と圧電性セラ
ミックとが長さ方向に積層された構造であって、断面寸
法が5mm×5mm,長さが70mmの圧電アクチュエ
ータ本体11を製造する。
The manufacturing process and durability characteristics of the sealed piezoelectric actuator according to the second embodiment will be briefly described below. In the manufacturing process of this piezoelectric actuator, first the chemical composition formula of Pb (Ni.N
b) 0 . 5 Ti 0 . 35 Zr 0 . 15 O 3 , a lead zirconate titanate-based porcelain powder is used as a raw material, and a structure in which internal electrodes and piezoelectric ceramics are laminated in the length direction by a green sheet lamination method, and the cross-sectional dimensions are 5 mm × 5 mm, The piezoelectric actuator body 11 having a length of 70 mm is manufactured.

【0038】次に、圧電アクチュエータ本体11の長さ
方向の一端面を外径が20mmの円板状金属ステム12
の中央に固定した後、この圧電アクチュエータ本体11
の他端面を、外径が10mm,長さが70.5mm,肉
厚が0.5mmであって、且つ圧電アクチュエータ本体
11の他端面を固定する側に位置される端面部の外面,
及び固定部分を除く内面に対し、その長さ方向に平行す
る中心軸を中心として同心円状に深さ0.3mmの環状
溝部14´,15´を互いの先端が0.3mm離れた位
置となるように1本ずつ形成した金属ケース13´の内
部端面に固定する。これにより、圧電アクチュエータ本
体11を金属ステム12及び金属ケース13´内に封入
する。この後、金属ケース13´と金属ステム12とを
臘付けし、更に圧電アクチュエータ本体11に電圧を印
加するためのリード線として、二端子のハーメチックシ
ール端子を金属ケース13´の側面部の所定箇所に臘付
けし、電気的接続を可能にすることによって圧電アクチ
ュエータを仕上げた。
Next, one end face of the piezoelectric actuator body 11 in the length direction is provided with a disc-shaped metal stem 12 having an outer diameter of 20 mm.
After fixing to the center of the
The other end surface of the end surface portion having an outer diameter of 10 mm, a length of 70.5 mm, a wall thickness of 0.5 mm, and located on the side to which the other end surface of the piezoelectric actuator body 11 is fixed,
Also, with respect to the inner surface excluding the fixed portion, the annular groove portions 14 ', 15' having a depth of 0.3 mm are concentrically centered on the central axis parallel to the lengthwise direction, and the tips of the annular groove portions 14 ', 15' are separated by 0.3 mm. The metal case 13 'thus formed is fixed to the inner end surface of the metal case 13'. As a result, the piezoelectric actuator body 11 is enclosed in the metal stem 12 and the metal case 13 '. After that, the metal case 13 ′ and the metal stem 12 are joined together, and as a lead wire for applying a voltage to the piezoelectric actuator body 11, a two-terminal hermetically sealed terminal is provided at a predetermined position on the side surface of the metal case 13 ′. The piezoelectric actuator was finished by mounting it on the substrate and allowing electrical connection.

【0039】ところで、このようにして得られる圧電ア
クチュエータの性能を調べるため、金属ケース13´へ
封入する前後の圧電アクチュエータ本体11に関し、2
50Vの直流電圧を印加した条件下で変位量の測定と温
度85℃,湿度90%RHで250Vの直流電圧を連続
印加した条件下でエージング不良率%の測定とを比較し
て行ったところ、表3に示すような結果になった。
By the way, in order to investigate the performance of the piezoelectric actuator thus obtained, regarding the piezoelectric actuator main body 11 before and after being enclosed in the metal case 13 ', 2
When the measurement of the displacement amount under the condition of applying a DC voltage of 50 V and the measurement of the aging defect rate% under the condition of continuously applying a DC voltage of 250 V at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 90% RH were performed, The results are shown in Table 3.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】表3からは、金属ケース13´への封入に
拘らず圧電アクチュエータ本体11の変位量には殆ど変
化が認められないが、エージングの不良発生は圧電アク
チュエータ本体11を金属ケース13´へ封入すれば完
全に抑制され、しかも経時変化による影響が全く認めら
れないことが判る。
From Table 3, there is almost no change in the amount of displacement of the piezoelectric actuator body 11 regardless of whether it is sealed in the metal case 13 '. However, when aging failure occurs, the piezoelectric actuator body 11 is moved to the metal case 13'. It can be seen that if it is encapsulated, it is completely suppressed, and that there is no effect due to aging.

【0042】一方、実施例2に係る圧電アクチュエータ
と上述した製造工程に従って得た比較例2の圧電アクチ
ュエータ(図6に示したもの)とに対し、周波数200
Hz,デユーティ50%,0〜250Vのパルス電流を
連続印加してた条件下で金属ケース13´,13a´の
破壊疲労を調べたところ、表4に示すような結果になっ
た。
On the other hand, for the piezoelectric actuator of Example 2 and the piezoelectric actuator of Comparative Example 2 (shown in FIG. 6) obtained by the above-described manufacturing process, a frequency of 200 was used.
When the fracture fatigue of the metal cases 13 ', 13a' was examined under the condition that the pulse current of 0 Hz, duty of 50% and 0 to 250 V was continuously applied, the results shown in Table 4 were obtained.

【0043】[0043]

【表4】 [Table 4]

【0044】表4からは、金属ケース13´の端面部に
おける外,内面に環状溝部14´,15´を形成した実
施例2の圧電アクチュエータは、金属ケース13a´の
端面部における外面のみに環状溝部14´を形成した比
較例2の圧電アクチュエータに比べて経時変化による破
壊疲労の影響が全く認められないことが判る。
From Table 4, the piezoelectric actuator of Example 2 in which the annular groove portions 14 'and 15' are formed on the outer and inner surfaces of the end surface portion of the metal case 13 'has an annular shape only on the outer surface of the end surface portion of the metal case 13a'. It can be seen that the influence of fracture fatigue due to aging is not recognized at all as compared with the piezoelectric actuator of Comparative Example 2 in which the groove portion 14 'is formed.

【0045】従って、表3及び表4からは、この実施例
2に係る圧電アクチュエータも、先の実施例1の圧電ア
クチュエータと同様に、高温多湿条件下で連続使用して
も故障が発生せず、しかも金属ケース13´の疲労破壊
も発生しない耐久性の優れたものになることが判った。
Therefore, it can be seen from Tables 3 and 4 that the piezoelectric actuator according to the second embodiment, like the piezoelectric actuator according to the first embodiment, does not cause a failure even when continuously used under high temperature and high humidity conditions. Moreover, it has been found that the metal case 13 'has excellent durability without fatigue fracture.

【0046】尚、実施例2に係る圧電アクチュエータに
おいても金属ケース13´の端面部における内,外面に
それぞれ1本ずつ環状溝部15´,14´を形成した場
合を説明したが、上述した関係を満たせば金属ケース1
3´の端面部の内,外面にそれぞれ複数の環状溝部を設
けることが可能であり、この場合にも同等な効果が得ら
れるので、本発明はこの実施例2にも限定されない。
In the piezoelectric actuator according to the second embodiment, the case where the annular groove portions 15 'and 14' are formed on the inner surface and the outer surface of the end surface of the metal case 13 'has been described. Metal case 1 if filled
It is possible to provide a plurality of annular groove portions on the inner surface and the outer surface of the end surface portion 3 ', respectively, and the same effect can be obtained in this case, so the present invention is not limited to the second embodiment.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、湿気の侵入を充分に防止できると共に、圧電アクチ
ュエータ本体の変位量を拘束せずに金属ケースに封入で
き、しかも安価に製造し得る密封構造の圧電アクチュエ
ータを実現できるようになる。即ち、この圧電アクチュ
エータは、使用環境に依存せず、経時変化による影響も
なく優れた耐久性を保証できるため、高い信頼性が確保
されるようになる。
As described above, according to the present invention, moisture can be sufficiently prevented from entering, and the piezoelectric actuator body can be sealed in a metal case without restraining the displacement amount, and the manufacturing cost is low. Thus, it becomes possible to realize a piezoelectric actuator having a sealed structure. That is, since this piezoelectric actuator can guarantee excellent durability without depending on the use environment and without being affected by a change over time, high reliability can be ensured.

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

【図1】本発明の実施例1に係る圧電アクチュエータの
基本構成を示した側面断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a basic configuration of a piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す圧電アクチュエータの金属ケースの
側面部における内,外周面に形成された環状溝部を拡大
して示した部分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing, on an enlarged scale, annular grooves formed on the inner and outer peripheral surfaces of the side surface of the metal case of the piezoelectric actuator shown in FIG.

【図3】比較例1に係る圧電アクチュエータの基本構成
を示した側面断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing a basic configuration of a piezoelectric actuator according to Comparative Example 1.

【図4】本発明の実施例2に係る圧電アクチュエータの
基本構成を示した側面断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing the basic structure of a piezoelectric actuator according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4に示す圧電アクチュエータの金属ケースの
端面部における内,外面に形成された環状溝部を拡大し
て示した部分断面図である。
5 is a partial cross-sectional view showing, on an enlarged scale, annular groove portions formed on the inner and outer surfaces of the end surface portion of the metal case of the piezoelectric actuator shown in FIG.

【図6】比較例2に係る圧電アクチュエータの基本構成
を示した側面断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing a basic configuration of a piezoelectric actuator according to a comparative example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 圧電アクチュエータ本体 12 金属ステム 13,13a,13´,13´a 金属ケース 14,15,14´,15´ 環状溝部 21,21´ 肉厚部 11 Piezoelectric actuator body 12 metal stem 13, 13a, 13 ', 13'a Metal case 14,15,14 ', 15' Annular groove 21,21 'Thick part

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定方向に延びた圧電アクチュエータ本
体の該所定方向に直交する一端面を金属ステムの一面部
に固定し、且つ他端面を金属ケースにおける該所定方向
に平行な長さ方向に直交する内部端面に固定し、該金属
ステム及び該金属ケース内に該圧電アクチュエータ本体
を封入した密閉構造の圧電アクチュエータにおいて、前
記金属ケースの長さ方向に延びた側面部における内周面
及び外周面には、それぞれ周面を一周する少なくとも1
本の環状溝部が形成されたことを特徴とする圧電アクチ
ュエータ。
1. A piezoelectric actuator main body extending in a predetermined direction has one end surface orthogonal to the predetermined direction fixed to one surface portion of a metal stem, and the other end surface orthogonal to a length direction of the metal case parallel to the predetermined direction. In a piezoelectric actuator having a hermetically sealed structure in which the piezoelectric actuator main body is enclosed in the metal stem and the metal case, the inner surface and the outer surface of the side surface extending in the length direction of the metal case are fixed. Is at least 1 that goes around each circumference
A piezoelectric actuator having an annular groove formed in a book.
【請求項2】 請求項1記載の圧電アクチュエータにお
いて、前記金属ケースの肉厚がt,前記外周面の環状溝
部の深さがa,前記内周面の環状溝部の深さがbで表わ
されるときにt≦a+b<2tなる関係と、更に、前記
金属ステムの一面部を基準面として該基準面から前記内
周面の環状溝部までの距離がc,前記基準面から前記外
周面の環状溝部までの距離がdで表わされるときにt/
2<|c−d|≦tなる関係とが成立する構造であるこ
とを特徴とする圧電アクチュエータ。
2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the thickness of the metal case is represented by t, the depth of the annular groove portion of the outer peripheral surface is represented by a, and the depth of the annular groove portion of the inner peripheral surface is represented by b. Sometimes, t ≦ a + b <2t, and further, the distance from the reference surface to the annular groove portion of the inner peripheral surface is c with one surface portion of the metal stem as the reference surface, and the annular groove portion of the outer peripheral surface is from the reference surface. T / when the distance to is represented by d
A piezoelectric actuator having a structure satisfying a relationship of 2 <| c−d | ≦ t.
【請求項3】 所定方向に延びた圧電アクチュエータ本
体の該所定方向に直交する一端面を金属ステムの一面部
に固定し、且つ他端面を金属ケースにおける該所定方向
に平行な長さ方向に直交する内部端面に固定し、該金属
ステム及び該金属ケース内に該圧電アクチュエータ本体
を封入した密閉構造の圧電アクチュエータにおいて、前
記金属ケースにおける前記圧電アクチュエータ本体の他
端面を固定した側に位置される端面部の固定部分を除く
内面,及び外面には、該金属ケースの長さ方向に平行す
る中心軸を中心として同心円状にそれぞれ少なくとも1
本の環状溝部が形成され、前記金属ケースの端面部の肉
厚がt´,前記外面の環状溝部の深さがa´,前記内面
の環状溝部の深さがb´で表わされるときにt´≦a´
+b´<2t´なる関係と、更に、前記中心軸の中心を
基準として前記外面の環状溝部の直径がc´,前記中心
軸の中心を基準として前記内面の環状溝部の直径がd´
で表わされるときにc´<d´,且つt´/2<|c´
−d´|≦t´なる関係とが成立する構造であることを
特徴とする圧電アクチュエータ。
3. A piezoelectric actuator body extending in a predetermined direction has one end surface orthogonal to the predetermined direction fixed to one surface portion of a metal stem, and the other end surface orthogonal to a length direction of the metal case parallel to the predetermined direction. In the piezoelectric actuator having a hermetically sealed structure in which the piezoelectric actuator body is sealed in the metal stem and the metal case, the end surface located on the side where the other end surface of the piezoelectric actuator body in the metal case is fixed. On the inner surface and the outer surface excluding the fixed portion of the portion, at least one each is concentrically formed around a central axis parallel to the length direction of the metal case.
When a plurality of annular groove portions are formed and the thickness of the end surface portion of the metal case is represented by t ′, the depth of the outer surface annular groove portion is represented by a ′, and the inner surface annular groove portion is represented by b ′, then t is represented. ′ ≦ a ′
+ B ′ <2t ′, further, the diameter of the annular groove portion of the outer surface is c ′ with reference to the center of the central axis, and the diameter of the annular groove portion of the inner surface is d ′ with reference to the center of the central axis.
Is represented by c ′ <d ′, and t ′ / 2 <| c ′
A piezoelectric actuator having a structure satisfying a relationship of −d ′ | ≦ t ′.
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