JP3440885B2 - 分極方法および分極処理装置 - Google Patents
分極方法および分極処理装置Info
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- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電ブザー等の圧
電部品に使用されるセラミック圧電体板を分極させる分
極方法および分極処理装置に関する。
電部品に使用されるセラミック圧電体板を分極させる分
極方法および分極処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電ブザー等の圧電部品には、セラミッ
ク圧電体板に高電圧を印加して分極処理した圧電エレメ
ントを備えているものがある。従来のこの種の分極処理
装置の一例を図２に示す。該分極処理装置３０は、固定
ベース３１と、固定ベース３１との間に介装されたセラ
ミック圧電体板３２を加圧する加圧ベース３３と、加圧
ベース３３を固定ベース３１に対して近づけたり、遠ざ
けたりするために上下方向（矢印Ｋ方向）に移動可能な
支持部材３４と、加圧ベース３３を固定ベース３１に向
かって付勢するばね部材３５と、セラミック圧電体板３
２を分極処理するための直流電源３６とを備えている。
ク圧電体板に高電圧を印加して分極処理した圧電エレメ
ントを備えているものがある。従来のこの種の分極処理
装置の一例を図２に示す。該分極処理装置３０は、固定
ベース３１と、固定ベース３１との間に介装されたセラ
ミック圧電体板３２を加圧する加圧ベース３３と、加圧
ベース３３を固定ベース３１に対して近づけたり、遠ざ
けたりするために上下方向（矢印Ｋ方向）に移動可能な
支持部材３４と、加圧ベース３３を固定ベース３１に向
かって付勢するばね部材３５と、セラミック圧電体板３
２を分極処理するための直流電源３６とを備えている。
【０００３】固定ベース３１、加圧ベース３３および支
持部材３４は金属材料から構成されている。加圧ベース
３３は、金属製のロッド３７の先端に固定されている。
ロッド３７は、その後端にストッパ部３７ａを有すると
ともに支持部材３４にスライド自在に支持されている。
ロッド３７にはコイルばねからなるばね部材３５が外嵌
されている。ばね部材３５は加圧ベース３３と支持部材
３４との間に縮装され、ばね部材３５のばね力により、
加圧ベース３３を固定ベース３１に向かって付勢する。
これにより、セラミック圧電体板３２は、固定ベース３
１に向かって付勢される。
持部材３４は金属材料から構成されている。加圧ベース
３３は、金属製のロッド３７の先端に固定されている。
ロッド３７は、その後端にストッパ部３７ａを有すると
ともに支持部材３４にスライド自在に支持されている。
ロッド３７にはコイルばねからなるばね部材３５が外嵌
されている。ばね部材３５は加圧ベース３３と支持部材
３４との間に縮装され、ばね部材３５のばね力により、
加圧ベース３３を固定ベース３１に向かって付勢する。
これにより、セラミック圧電体板３２は、固定ベース３
１に向かって付勢される。
【０００４】直流電源３６は、負極が固定ベース３１に
接続され、正極が支持部材３４からロッド３７を通して
加圧ベース３３に接続されている。直流電源３６は固定
ベース３１と加圧ベース３３との間に介装されたセラミ
ック圧電体板３２の両主面間に直流高電圧を印加し、セ
ラミック圧電体板３２を分極させる。
接続され、正極が支持部材３４からロッド３７を通して
加圧ベース３３に接続されている。直流電源３６は固定
ベース３１と加圧ベース３３との間に介装されたセラミ
ック圧電体板３２の両主面間に直流高電圧を印加し、セ
ラミック圧電体板３２を分極させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来の
分極処理装置３０の場合、ばね部材３５のばね力によ
り、セラミック圧電体板３２の両主面にそれぞれ固定ベ
ース３１および加圧ベース３３が圧接する。ところで、
セラミック圧電体板３２は、圧電ブザー等に使用される
場合、その両主面は平滑化のための研磨処理（ラップ処
理）が行なわれない。セラミック発振子等に使用される
場合と異なり、高い板厚精度を要求されないからであ
る。従って、セラミック圧電体板３２の主面には、図３
に示すように、例えば５０μｍ程度の凹凸が存在し、そ
の凸部分３２ａに固定ベース３１や加圧ベース３３から
の圧力が集中する。そして、凹凸の分布状態等により前
記集中荷重がセラミック圧電体板３２の耐荷重を超える
と、セラミック圧電体板３２に割れやクラック等が発生
するという問題があった。
分極処理装置３０の場合、ばね部材３５のばね力によ
り、セラミック圧電体板３２の両主面にそれぞれ固定ベ
ース３１および加圧ベース３３が圧接する。ところで、
セラミック圧電体板３２は、圧電ブザー等に使用される
場合、その両主面は平滑化のための研磨処理（ラップ処
理）が行なわれない。セラミック発振子等に使用される
場合と異なり、高い板厚精度を要求されないからであ
る。従って、セラミック圧電体板３２の主面には、図３
に示すように、例えば５０μｍ程度の凹凸が存在し、そ
の凸部分３２ａに固定ベース３１や加圧ベース３３から
の圧力が集中する。そして、凹凸の分布状態等により前
記集中荷重がセラミック圧電体板３２の耐荷重を超える
と、セラミック圧電体板３２に割れやクラック等が発生
するという問題があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、分極処理に伴う
セラミック圧電体板の割れやクラックの発生を抑えるこ
とができる分極方法および分極処理装置を提供すること
にある。
セラミック圧電体板の割れやクラックの発生を抑えるこ
とができる分極方法および分極処理装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】前記目的を達
成するため、本発明に係る分極方法は、セラミック圧電
体板の一方の主面を負圧で吸引して保持しつつ他方の主
面を加圧した状態で、両主面に電圧を印加して前記セラ
ミック圧電体板を分極したことを特徴とする。
成するため、本発明に係る分極方法は、セラミック圧電
体板の一方の主面を負圧で吸引して保持しつつ他方の主
面を加圧した状態で、両主面に電圧を印加して前記セラ
ミック圧電体板を分極したことを特徴とする。
【０００８】以上の方法により、セラミック圧電体板
は、その一方の主面が負圧で吸引して保持され、他方の
主面に接触電極が圧接される。従って、一方の主面が負
圧により吸引されている分だけ他の主面に印加される加
圧力を小さくすることができ、分極処理の際にセラミッ
ク圧電体板の主面に加わる集中荷重がセラミック圧電体
板の耐荷重を超えることがなくなる。
は、その一方の主面が負圧で吸引して保持され、他方の
主面に接触電極が圧接される。従って、一方の主面が負
圧により吸引されている分だけ他の主面に印加される加
圧力を小さくすることができ、分極処理の際にセラミッ
ク圧電体板の主面に加わる集中荷重がセラミック圧電体
板の耐荷重を超えることがなくなる。
【０００９】また、本発明に係る分極処理装置は、
（ａ）多孔質導電材料からなりセラミック圧電体板の一
方の主面に当接する多孔質電極と、（ｂ）前記多孔質電
極を通して前記セラミック圧電体板の一方の主面を負圧
で吸引し、前記セラミック圧電体板を前記多孔質電極に
保持する負圧発生手段と、（ｃ）前記セラミック圧電体
板の他方の主面に接触する接触電極と、（ｄ）前記接触
電極を前記セラミック圧電体板に向かって付勢する付勢
手段と、（ｅ）前記多孔質電極と前記接触電極との間に
分極電圧を印加する直流電源手段と、を備えたことを特
徴とする。
（ａ）多孔質導電材料からなりセラミック圧電体板の一
方の主面に当接する多孔質電極と、（ｂ）前記多孔質電
極を通して前記セラミック圧電体板の一方の主面を負圧
で吸引し、前記セラミック圧電体板を前記多孔質電極に
保持する負圧発生手段と、（ｃ）前記セラミック圧電体
板の他方の主面に接触する接触電極と、（ｄ）前記接触
電極を前記セラミック圧電体板に向かって付勢する付勢
手段と、（ｅ）前記多孔質電極と前記接触電極との間に
分極電圧を印加する直流電源手段と、を備えたことを特
徴とする。
【００１０】以上の構成により、セラミック圧電体板の
一方の主面には、多孔質電極の内部に形成されている多
数の孔を通して負圧発生装置で発生された負圧が印加さ
れ、セラミック圧電体板はその一方の主面で負圧により
多孔質電極で保持される。これにより、セラミック圧電
体板の他方の主面にばね部材のばね力により接触電極を
接触させて多孔質電極と接触電極との間に直流電圧を印
加すれば、セラミック圧電体板を分極させることができ
る。
一方の主面には、多孔質電極の内部に形成されている多
数の孔を通して負圧発生装置で発生された負圧が印加さ
れ、セラミック圧電体板はその一方の主面で負圧により
多孔質電極で保持される。これにより、セラミック圧電
体板の他方の主面にばね部材のばね力により接触電極を
接触させて多孔質電極と接触電極との間に直流電圧を印
加すれば、セラミック圧電体板を分極させることができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る分極方法およ
び分極処理装置の実施の形態について添付の図面を参照
して説明する。
び分極処理装置の実施の形態について添付の図面を参照
して説明する。
【００１２】本発明に係る分極処理装置の一つの実施形
態を図１に示す。該分極処理装置１０は、保持ベース１
１に保持される多孔質電極１２、負圧発生装置である真
空ポンプ１３、セラミック圧電体板３２に接触するプレ
ート状の接触電極１４、接触電極１４を多孔質電極１２
に対して近づけたり、遠ざけたりするために上下方向
（矢印Ｋ方向）に移動可能な支持部材１５、接触電極１
４を多孔質電極１２に向かって付勢するばね部材１６、
セラミック圧電体板３２を分極処理するための直流電源
１７を備えている。
態を図１に示す。該分極処理装置１０は、保持ベース１
１に保持される多孔質電極１２、負圧発生装置である真
空ポンプ１３、セラミック圧電体板３２に接触するプレ
ート状の接触電極１４、接触電極１４を多孔質電極１２
に対して近づけたり、遠ざけたりするために上下方向
（矢印Ｋ方向）に移動可能な支持部材１５、接触電極１
４を多孔質電極１２に向かって付勢するばね部材１６、
セラミック圧電体板３２を分極処理するための直流電源
１７を備えている。
【００１３】保持ベース１１、接触電極１４および支持
部材１５は、金属部材や樹脂材の表面に金属膜を形成し
た部材から構成されている。多孔質電極１２は導電性を
有する硬質の焼結体金属（例えば、ステンレスの焼結
体）からなり、内部に空気が流通する多数の孔（例え
ば、孔径は５μｍ程度）を有している。多孔質電極１２
は、保持ベース１１に形成された凹部１１ａに嵌合させ
て固定されている。保持ベース１１にはその凹部１１ａ
に連通した空気吸引孔１１ｂが形成され、空気吸引孔１
１ｂはパイプ１８を通して真空ポンプ１３に接続されて
いる。
部材１５は、金属部材や樹脂材の表面に金属膜を形成し
た部材から構成されている。多孔質電極１２は導電性を
有する硬質の焼結体金属（例えば、ステンレスの焼結
体）からなり、内部に空気が流通する多数の孔（例え
ば、孔径は５μｍ程度）を有している。多孔質電極１２
は、保持ベース１１に形成された凹部１１ａに嵌合させ
て固定されている。保持ベース１１にはその凹部１１ａ
に連通した空気吸引孔１１ｂが形成され、空気吸引孔１
１ｂはパイプ１８を通して真空ポンプ１３に接続されて
いる。
【００１４】接触電極１４は、金属製のロッド１９の先
端に固定されている。ロッド１９は、その後端にストッ
パ部１９ａを有するとともに支持部材１５にスライド自
在に支持されている。ロッド１９にはコイルばねからな
るばね部材１６が外嵌されている。ばね部材１６は接触
電極１４と支持部材１５との間に縮装され、ばね部材１
６のばね力により、接触電極１４を多孔質電極１２に向
かって付勢する。直流電源１７は、その負極が保持ベー
ス１１に接続され、正極が支持部材１５からロッド１９
を通して接触電極１４に接続されている。
端に固定されている。ロッド１９は、その後端にストッ
パ部１９ａを有するとともに支持部材１５にスライド自
在に支持されている。ロッド１９にはコイルばねからな
るばね部材１６が外嵌されている。ばね部材１６は接触
電極１４と支持部材１５との間に縮装され、ばね部材１
６のばね力により、接触電極１４を多孔質電極１２に向
かって付勢する。直流電源１７は、その負極が保持ベー
ス１１に接続され、正極が支持部材１５からロッド１９
を通して接触電極１４に接続されている。
【００１５】前記のような構成を有する分極処理装置１
０により、セラミック圧電体板３２を分極処理する。セ
ラミック圧電体板３２は、量産時にはマザー基板とされ
る。セラミック圧電体板３２は、多孔質電極１２と接触
電極１４の間に配置される。真空ポンプ１３を駆動する
と、矢印Ａで示すように空気が吸引されて負圧が発生す
る。この負圧は多孔質電極１２の多数の孔を通してセラ
ミック圧電体板３２の一方の主面に印加される。従っ
て、セラミック圧電体板３２は、一方の主面が多孔質電
極１２に吸引された状態で、多孔質電極１２に保持され
る。また、セラミック圧電体板３２の他方の主面には、
ばね部材１６のばね力により接触電極１４が圧接する。
この状態で、保持ベース１１と支持部材１５を通してセ
ラミック圧電体板３２の両主面に直流電源１７から直流
高電圧を印加すれば、セラミック圧電体板３２は分極処
理される。
０により、セラミック圧電体板３２を分極処理する。セ
ラミック圧電体板３２は、量産時にはマザー基板とされ
る。セラミック圧電体板３２は、多孔質電極１２と接触
電極１４の間に配置される。真空ポンプ１３を駆動する
と、矢印Ａで示すように空気が吸引されて負圧が発生す
る。この負圧は多孔質電極１２の多数の孔を通してセラ
ミック圧電体板３２の一方の主面に印加される。従っ
て、セラミック圧電体板３２は、一方の主面が多孔質電
極１２に吸引された状態で、多孔質電極１２に保持され
る。また、セラミック圧電体板３２の他方の主面には、
ばね部材１６のばね力により接触電極１４が圧接する。
この状態で、保持ベース１１と支持部材１５を通してセ
ラミック圧電体板３２の両主面に直流電源１７から直流
高電圧を印加すれば、セラミック圧電体板３２は分極処
理される。
【００１６】本実施形態では、真空ポンプ１３により発
生する負圧が、多孔質電極１２の内部に含まれる多数の
孔を通してセラミック圧電体板３２の一方の主面を吸引
し、セラミック圧電体板３２を多孔質電極１２に保持す
る。これにより、接触電極１４を付勢するばね部材１６
の加圧力は、負圧により吸引されている分だけ小さくで
きる。
生する負圧が、多孔質電極１２の内部に含まれる多数の
孔を通してセラミック圧電体板３２の一方の主面を吸引
し、セラミック圧電体板３２を多孔質電極１２に保持す
る。これにより、接触電極１４を付勢するばね部材１６
の加圧力は、負圧により吸引されている分だけ小さくで
きる。
【００１７】例えば、セラミック圧電体板３２が厚さ５
０μｍのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ材）からなるも
のにあっては、その主面の凹凸による割れやクラックの
発生限界の加圧圧力は１４０ｇ／ｃｍ2である。このた
め、分極処理の際にセラミック圧電体板３２に印加され
る加圧圧力は、１３５ｇ／ｃｍ2としている。本実施形
態では、セラミック圧電体板３２の一方の主面に−１０
０ｍｍＨｇの負圧を作用させると、該負圧によりセラミ
ック圧電体板３２は１３０ｇ／ｃｍ2の圧力で多孔質電
極１２に吸引される。これにより、接触電極１４は、
（１３５−１３０＝）５ｇ／ｃｍ2の小さい圧力でセラ
ミック圧電体板３２の他方の主面に接触していればよ
い。
０μｍのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ材）からなるも
のにあっては、その主面の凹凸による割れやクラックの
発生限界の加圧圧力は１４０ｇ／ｃｍ2である。このた
め、分極処理の際にセラミック圧電体板３２に印加され
る加圧圧力は、１３５ｇ／ｃｍ2としている。本実施形
態では、セラミック圧電体板３２の一方の主面に−１０
０ｍｍＨｇの負圧を作用させると、該負圧によりセラミ
ック圧電体板３２は１３０ｇ／ｃｍ2の圧力で多孔質電
極１２に吸引される。これにより、接触電極１４は、
（１３５−１３０＝）５ｇ／ｃｍ2の小さい圧力でセラ
ミック圧電体板３２の他方の主面に接触していればよ
い。
【００１８】従って、セラミック圧電体板３２は、接触
電極１４側から凸部分３２ａに加わる集中荷重が耐荷重
を超えることがないので、分極処理の際にセラミック圧
電体板３２に割れやクラックが生じることがなく、良品
率が大幅に向上する。
電極１４側から凸部分３２ａに加わる集中荷重が耐荷重
を超えることがないので、分極処理の際にセラミック圧
電体板３２に割れやクラックが生じることがなく、良品
率が大幅に向上する。
【００１９】本発明は、前記実施形態に限定されるもの
ではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することがで
きる。例えば、前記実施形態では直流電源１７は保持ベ
ース１１と支持部材１５との間に接続するようにした
が、多孔質電極１２と接触電極１４との間に接続するよ
うにしてもよい。
ではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することがで
きる。例えば、前記実施形態では直流電源１７は保持ベ
ース１１と支持部材１５との間に接続するようにした
が、多孔質電極１２と接触電極１４との間に接続するよ
うにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、セラミック圧電体板の一方の主面を負圧で
吸引して保持し、他方の主面に接触電極を接触させてセ
ラミック圧電体板に直流電圧を印加し分極させるように
したので、負圧により吸引されている分だけセラミック
圧電体板に印加する加圧力を小さくすることができる。
従って、分極処理の際、セラミック圧電体板の主面の凹
凸の凸部分に加わる集中荷重が耐荷重を超えて、セラミ
ック圧電体板に割れやクラックを発生させることがな
く、セラミック圧電体板の分極処理の際の良品率を大幅
に向上させることができる。
明によれば、セラミック圧電体板の一方の主面を負圧で
吸引して保持し、他方の主面に接触電極を接触させてセ
ラミック圧電体板に直流電圧を印加し分極させるように
したので、負圧により吸引されている分だけセラミック
圧電体板に印加する加圧力を小さくすることができる。
従って、分極処理の際、セラミック圧電体板の主面の凹
凸の凸部分に加わる集中荷重が耐荷重を超えて、セラミ
ック圧電体板に割れやクラックを発生させることがな
く、セラミック圧電体板の分極処理の際の良品率を大幅
に向上させることができる。
【００２１】また、本発明によれば、多孔質電極の内部
に形成されている多数の孔を通して負圧発生装置で発生
された負圧をセラミック圧電体板に印加し、多孔質電極
によりセラミック圧電体板をその一方の主面にて保持す
るようにしたので、セラミック圧電体板の他方の主面に
接触電極を接触させて多孔質電極と接触電極との間に直
流電圧を印加すればよく、比較的簡単な構成で分極処理
することができる。
に形成されている多数の孔を通して負圧発生装置で発生
された負圧をセラミック圧電体板に印加し、多孔質電極
によりセラミック圧電体板をその一方の主面にて保持す
るようにしたので、セラミック圧電体板の他方の主面に
接触電極を接触させて多孔質電極と接触電極との間に直
流電圧を印加すればよく、比較的簡単な構成で分極処理
することができる。
【図１】本発明に係る分極処理装置の一つの実施形態の
構成を示す説明図。
構成を示す説明図。
【図２】従来の分極処理装置の構成を示す説明図。
【図３】セラミック圧電体板の一部拡大図。
１０…分極処理装置
１１…保持ベース
１２…多孔質電極
１３…真空ポンプ（負圧発生装置）
１４…接触電極
１６…ばね部材
１７…直流電源
３２…セラミック圧電体板
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミック圧電体板の一方の主面を負圧
で吸引して保持しつつ他方の主面を加圧した状態で、両
主面に電圧を印加して前記セラミック圧電体板を分極し
たことを特徴とする分極方法。 - 【請求項２】 セラミック圧電体板に電圧を印加して分
極処理する分極処理装置であって、 多孔質導電材料からなり前記セラミック圧電体板の一方
の主面に当接する多孔質電極と、 前記多孔質電極を通して前記セラミック圧電体板の一方
の主面を負圧で吸引し 、前記セラミック圧電体板を前記多孔質電極に保持する
負圧発生手段と、 前記セラミック圧電体板の他方の主面に接触する接触電
極と、 前記接触電極を前記セラミック圧電体板に向かって付勢
する付勢手段と、 前記多孔質電極と前記接触電極との間に分極電圧を印加
する直流電源手段と、 を備えたことを特徴とする分極処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16673099A JP3440885B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 分極方法および分極処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16673099A JP3440885B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 分極方法および分極処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000352984A JP2000352984A (ja) | 2000-12-19 |
| JP3440885B2 true JP3440885B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=15836694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16673099A Expired - Lifetime JP3440885B2 (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 分極方法および分極処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3440885B2 (ja) |
-
1999
- 1999-06-14 JP JP16673099A patent/JP3440885B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2000352984A (ja) | 2000-12-19 |
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