JP3885421B2 - Piezoelectric transducer and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は圧電変換素子、特にシート状の圧電材料を筒状に形成した圧電変換素子の電極構造とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
圧電変換素子を使用したアクチエータは、供給される電気エネルギを駆動力に変換する変換効率が高く、小型軽量でありながら発生する駆動力が大きく、また、駆動力を容易に制御できるため、カメラ、計測機器、その他の精密機械の被駆動部材の駆動や位置決めに利用されるようになつてきた。
【0003】
このようなアクチエータで使用される駆動源である圧電変換素子には、単位の圧電素子を複数枚積層して構成したものがある。これは、単位の圧電素子に発生する厚み方向の変位をできるだけ大きくして取り出すためである。
【0004】
単位の圧電素子を複数枚積層して構成した圧電変換素子は、単位素子それぞれの表面に電極を設ける工程、積層して接着する工程、各層の電極を結線する工程という繁雑な作業を経て製造されるので、コストの高いものであつた。
【0005】
このため、表面に電極が形成された2枚の薄板状の圧電素子を積層した積層体を中空筒状に巻いて構成した圧電変換素子が提案されている。
【0006】
図11は、このような2枚の薄板状の圧電素子を積層して筒状に形成した圧電変換素子の一例を示す斜視図で、図12の(a)及び(b)は、その電極形成面と積層状態を説明する図、図13は、円筒状に形成された圧電変換素子の円筒軸方向の端面の状態を説明する平面図である。
【0007】
圧電変換素子の製造工程を説明する。まず、図12の(a)に示すように、薄板状に形成された圧電セラミックスからなる第1の圧電素子101及び第2の圧電素子102を準備する。ここで、第2の圧電素子102の巻き取り方向の長さを第1の圧電素子101よりも寸法dだけ長くしておく。
【0008】
第1の圧電素子101の表面には第1電極103を形成し、裏面は電極非形成面とする。また、第2の圧電素子102の表面には第2電極104形成し、裏面は電極非形成面とする(図12の(a)参照)。
【0009】
次に、図12の(b)に示すように、第1の圧電素子101の電極非形成面と第2の圧電素子102の電極形成面が対向するように積層し、この積層体を巻き取つて、図11に示すような筒状体に構成する。第1の圧電素子101の巻き取り方向の長さを第2の圧電素子102の巻き取り方向の長さよりも短くすることで、筒状に形成したとき、第1電極103と第2電極104の端部がずれ、容易にそれ等の電極にリード線103a及び104aを接続することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記した構成の筒状体の圧電変換素子では、図13に示すように、その構造から筒状体の最も内側の部分では、第2の圧電素子102は第1電極103と第2電極104に挟まれない部分Xが生じる。この部分は圧電変換素子の第1電極103と第2電極104の間に電圧を印加した場合も伸縮変位が発生せず、伸縮変位を阻害するから、可能な限り小さくすることが望ましい。
【0011】
また、上記した構成の筒状体の圧電変換素子では、図13に示すように、圧電変換素子の側面に露出した第1及び第2電極にリード線をハンダ付け或いは金属ペーストで接着して接続しているが、このような接続作業は量産に向いていないという不都合があつた。この発明は、上記課題を解決することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記課題を解決するもので、請求項1の発明は、第1電極を表面に第2電極を裏面に形成したシート状の圧電素子の長手方向略中央に連続部を形成し、該連続部を積層筒状体の内部空間の中央部に積層筒状体から離れた状態で残してシート状圧電素子を巻き上げて積層筒状体に形成した後に焼成したことを特徴とする圧電変換素子である。
【0014】
そして、前記積層筒状体の内部空間の中央部に残された連続部に露出する第1電極及び第2電極には、それぞれ第1及び第2の電極端子を接触させるものとする。
【0015】
請求項3の発明は、圧電セラミツクスを材料とするシート状の圧電素子の表面に第1電極を、裏面に第2電極を形成する工程と、軸方向に延びたスリットを有する巻取軸のスリットに前記電極の形成されたシート状の圧電素子の長手方向略中央の連続部を挟み、巻取軸の回りにシート状の圧電素子を巻上げて筒状体に形成する工程と、形成された筒状体を所定温度で焼成する工程とを含むことを特徴とする圧電変換素子の製造方法である。
【0016】
そして、前記巻取軸は、圧電素子の焼成温度よりも高い融点の材料で構成するとよい。
【0017】
また、前記巻取軸のスリットには、圧電素子の焼成温度よりも高い融点の材料で構成された電極端子を備えることで圧電素子への給電が容易に行える。
【0018】
このほか、前記巻取軸を圧電素子を焼成したときに焼失する材料で構成するようにしてもよい。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
【0020】
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態の圧電変換素子は、1枚の薄板状の圧電素子の表裏両面に電極を形成し、これを略中央部で2つ折りして積層した積層体を筒状に巻き上げて筒状体に形成した圧電変換素子である。
【0021】
図1及び図2は、第1の実施の形態の圧電変換素子の構成を説明する図で、図1は圧電変換素子の断面図、図2は圧電変換素子の外観を示す斜視図である。
【0022】
圧電変換素子の構成の概略を説明する。図1に示すように、シート状の圧電素子11の表面の全面に第1電極12を形成し、裏面の全面に第2電極13を形成する。
【0023】
次に、この表裏両面に電極の形成されたシート状の圧電素子11を、第2電極13の面が相互に対向するように長手方向の略中央部で2つ折りにして連続部14を形成し、この積層体を連続部14を内側にして筒状に巻き上げて筒状体に形成し、筒状体を所定の温度で焼成し、電極間に電圧を印加して分極させて圧電変換素子10が完成する。
【0024】
次に、その製造工程の詳細を説明する。まず、圧電素子11の材料としては、PZT(PbZrO3 ・PbTiO3 )を主成分とする圧電セラミックスを使用する。このセラミックス粉体を溶剤、分散剤、バインダ、可塑剤等と混合し、ブレード等を使用して均一な平面に作成して一定の厚さ、例えば20〜100μmの厚さに引き伸ばす。溶剤を蒸発させて乾燥すると、グリーンシートと呼ばれる柔軟性のあるシートを得ることができる。
【0025】
次に、このグリーンシート(圧電素子)の表面及び裏面に、スクリーン印刷等の手段で、ペースト状の電極材料、例えば白金(Pt)系、銀−パラジウム(Ag−Pd)系の電極材料を適当な樹脂バインダでペースト状にした電極材料を、3〜7μmの厚さに印刷し(焼成後は樹脂バインダが揮発して1〜3μm程度になる)、第1電極12及び第2電極13を形成する。
【0026】
グリーンシートの表裏両面に第1電極12及び第2電極13が印刷形成された圧電素子11を所定の大きさに切断し、第2電極13の面が相互に対向するように長手方向の略中央部で2つ折りにして積層し、この積層体の折り返し部分である連続部14を内側にして筒状に巻き上げて筒状体に形成する。
【0027】
次に、前記筒状体を所定の温度条件で焼成し、第1電極12及び第2電極13にリード線を接続して所定の直流高電圧を印加して分極させると、圧電変換素子10が完成する。
【0028】
焼成する温度条件は、例えば、図3に示すように、5時間程度かけて500℃まで序々に温度を高め、500℃で一定時間焼成した後、最初から9時間後に1200℃まで序々に温度を高める。さらに、1200℃で約0.3時間焼成した後、6時間程度かけて常温まで冷却する。
【0029】
分極の方向はシート状の圧電素子の厚み方向とし、例えば、60℃の環境において、電極12及び13の間に1.5kV/mmの電圧を20分間印加して分極させる。圧電素子を分極させることで、圧電変換素子10に筒状軸方向の変位を発生させることができる。
【0030】
図4は、圧電変換素子へ印加する電圧(V)と発生する変位(nm)の関係を示す図で、線(a)は上記した第1の実施の形態の圧電変換素子の印加電圧(V)と発生変位(nm)の関係を示し、線(b)は図11に示す従来の圧電変換素子の印加電圧(V)と発生変位(nm)の関係を示す。
【0031】
この図から明らかなように、この発明の第1の実施の形態の圧電変換素子は図11に示す従来の圧電変換素子よりも同一印加電圧に対する発生変位が大きく、変換効率が良い。これは、従来の圧電変換素子は、その筒状体の最も内側に2つの電極に挟まれていない伸縮変位の発生を阻害する部分があるが、この発明の第1の実施の形態の圧電変換素子は、このような伸縮変位の発生を阻害する部分が無いからである。
【0032】
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態の圧電変換素子は、1枚の薄板状の圧電素子の表裏両面に電極を形成し、その略中央部を連結部として一定幅を残して圧電素子相互が積層されるように巻き上げて筒状体に形成した圧電変換素子である。
【0033】
図5及び図6は、第2の実施の形態の圧電変換素子の構成を説明する図で、図5は圧電変換素子の断面図、図6は圧電変換素子の外観を示す斜視図である。
【0034】
圧電変換素子の構成の概略を説明する。図5に示すように、シート状の圧電素子21の表面の全面に第1電極22を形成し、裏面の全面に第2電極23を形成する。
【0035】
次に、この表裏両面に電極の形成されたシート状の圧電素子21の略中央部を連続部24として一定幅を残し、圧電素子相互が積層されるように巻き上げて筒状体に形成する。
【0036】
図7はシート状の圧電素子21の巻き上げ方法の一例を示す斜視図である。図7に示すように、軸方向にスリット32が形成された巻取軸31を準備する。巻取軸31の直径は、圧電変換素子20の略中央部に形成される連続部24に略一致する寸法とする。また、スリット32の幅は表裏両面に電極の形成されたシート状の圧電素子21の厚みよりも僅かに大きい幅とし、スリット32の軸方向長さは圧電素子21の幅よりも大きい寸法とするとよい。
【0037】
なお、巻取軸31の材質は、例えばセルロース、ポリカーボネート樹脂等を使用して、焼成により巻取軸31が焼失するようにする。
【0038】
次に、スリット32に表裏両面に電極の形成されたシート状の圧電素子21の略中央部の連続部24を挟み、巻取軸31を回転すると、シート状の圧電素子21は、図5の断面図に示すように巻き上げられ、筒状部分では圧電素子21の表面の第1電極22と裏面の第2電極23とが積層された筒状体が形成される。
【0039】
完成した筒状体から巻取軸31を抜き取ることなしに所定の温度で焼成する。焼成の際に、巻取軸31がある状態で焼成を開始するので、焼成により筒状体の形状が変形するおそれがなく、また、焼成により巻取軸31は焼失するから、電極間に電圧を印加して分極させて圧電変換素子20が完成する。
【0040】
焼成の完了した圧電変換素子20の外側の略半分には第1電極22が露出し、外側の他の略半分には第2電極23が露出する。中心部分の連結部24には、その一方の面に第1電極22が露出し、他の面には第2電極23が露出する。
【0041】
図8は、完成した圧電変換素子20の第1電極22及び第2電極23への給電端子の接続構造の一例を示す斜視図である。圧電変換素子20の軸方向の両端に配置した適宜の電気絶縁性取付部材に、弾性材料で構成した端子25及び26を取り付け、圧電変換素子20の連結部24に露出した第1電極22に端子25を圧接させ、第2電極23に端子26を圧接させる。
【0042】
これにより、圧電変換素子20の第1電極22及び第2電極23へ給電することができる。この他、圧電変換素子20の外側に露出した第1電極22及び第2電極23にリード線を接続して給電するように構成することができることは言うまでもない。
【0043】
また、スリット32を備えた巻取軸31と同一形状の電気絶縁性取付部材を準備し、そのスリット部分の内面に弾性材料で構成した端子25及び26を取り付け、圧電変換素子20の連結部24に露出した第1電極22に端子25を圧接させ、第2電極23に端子26を圧接させるように構成することもできる。
【0044】
さらに、巻取軸31自体を給電端子とすることもできる。即ち、巻取軸31のスリット32の内側に第1電極22及び第2電極23へ給電する端子を配置しても給電することができる。この場合は、巻取軸31を圧電素子の焼成温度に耐えるセラミック等の電気絶縁性材料で構成し、さらにスリットの内側に配置する給電端子は、圧電素子の焼成温度よりも融点が高く、弾力性を有する金属材料で構成するとよい。
【0045】
圧電素子21の材料は、第1の実施の形態と同じくPZT(PbZrO3 ・PbTiO3 )を主成分とする圧電セラミックスを使用する。また、電極材料や電極の形成方法、焼成する温度条件、分極処理なども第1の実施の形態と同じであるから、ここでは説明を省略する。
【0046】
次に、上記した圧電変換素子を使用したアクチエータの構成を、図9及び図10を参照して説明する。以下の説明では第1の実施の形態の圧電変換素子10を使用したアクチエータで説明するが、第2の実施の形態の圧電変換素子20を使用した場合も同様である。
【0047】
図9はアクチエータの構成を示す断面図である。図9において、41は基台、42、43、44は支持ブロツク、45は駆動軸で、駆動軸45は、圧電変換素子10に発生する軸方向の変位により軸方向(矢印a方向、及びこれと反対方向)に変位可能に支持ブロツク43と支持ブロツク44により移動自在に支持されている。
【0048】
10は、前記した製造方法により製造された筒状の圧電変換素子である。圧電変換素子10の一端は支持ブロツク42に接着固定され、他端は駆動軸45の一端に接着固定される。
【0049】
なお、符号50は緩やかな立上がり部と急速な立下がり部、或いは急速な立上がり部と緩やかな立下がり部を有する鋸歯状波パルスを発生する駆動パルス発生回路を示す。駆動パルス発生回路50は、圧電変換素子10の電極12と13との間に駆動パルスを供給し、圧電変換素子10を駆動するものである。
【0050】
46はスライダで、スライダ46と駆動軸45とは適当な摩擦力で摩擦結合している。図10は、スライダ46と駆動軸45との摩擦結合部の構成を示す断面図で、スライダ46には駆動軸45が貫通しており、スライダ46の駆動軸45が貫通している下部には、開口部46aが形成され、駆動軸45の下半分が露出している。また、この開口部46aには駆動軸45の下半分に当接するパツド47が嵌挿され、パツド47は板ばね48により押し上げられていて、駆動軸45とスライダ46及びパツド47は板ばね48の付勢力Fにより圧接され、適当な摩擦力で摩擦結合している。また、スライダ46には、図示しないテーブル等の被駆動部材が結合されているものとする。
【0051】
その動作を説明する。圧電変換素子10の電極12と13を駆動パルス発生回路50に接続し、電極12と13の間に数10kHzの鋸歯状波駆動パルスを印加すると、圧電変換素子10には軸方向に伸縮変位が生じるので、圧電変換素子10に結合した駆動軸45には軸方向に速度の異なる往復振動が発生する。これにより駆動軸45に摩擦結合したスライダ46は、駆動軸45上を滑りながら駆動軸の往復振動の非対称性により速度の遅い振動方向に移動し、スライダに結合されたテーブル等の被駆動部材を移動させることができる。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明の請求項1に記載の圧電変換素子は、第1電極を表面に第2電極を裏面に形成したシート状の圧電素子の長手方向略中央に連続部を形成し、該連続部を積層筒状体の内部空間の中央部に積層筒状体から離れた状態で残してシート状圧電素子を巻き上げて積層筒状体に形成した後に焼成した圧電変換素子である。この構成により、伸縮変異の発生を阻害する圧電素子部分がないほか、積層筒状体の内部空間の中央部に露出する連続部に第1電極及び第2電極にそれぞれ第1及び第2の電極端子を接触させることができ、電極にリード線をハンダ付け或いは金属ペーストで接着する等の繁雑な作業を省き、リード線を安定して接続することができる。
【0053】
そして、1枚のシート状の圧電素子の表裏両面に第1電極及び第2電極を形成した素子を使用するから、製造工程が従来のものより簡単になる。
【0054】
さらに、請求項3に記載の圧電変換素子の製造方法によれば、軸方向に延びたスリットを有する巻取軸を使用することにより、シート状の圧電素子を巻き上げて積層筒状体に形成する工程が簡単で、高い作業効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の圧電変換素子の断面図。
【図2】第1の実施の形態の圧電変換素子の外観を示す斜視図。
【図3】圧電変換素子の焼成温度条件の一例を示す図。
【図4】圧電変換素子へ印加する電圧と発生する変位の関係を説明する図。
【図5】第2の実施の形態の圧電変換素子の断面図。
【図6】第2の実施の形態の圧電変換素子の外観を示す斜視図。
【図7】第2の実施の形態の圧電変換素子の巻き上げ方法を説明する斜視図。
【図8】第2の実施の形態の圧電変換素子の給電端子の接続構造を示す斜視図。
【図9】圧電変換素子を使用したアクチエータの構成を示す断面図。
【図10】アクチエータのスライダと駆動軸との摩擦結合部の構成を示す断面図。
【図11】従来の2枚の薄板状の圧電素子を積層して筒状に形成した圧電変換素子の一例を示す斜視図。
【図12】図11に示す従来の圧電変換素子の電極形成面と積層状態を説明する図。
【図13】図11に示す従来の圧電変換素子の円筒軸方向の端面を説明する平面図。
【符号の説明】
10 圧電変換素子
11 圧電素子
12 第1電極
13 第2電極
14 連続部
20 圧電変換素子
21 圧電素子
22 第1電極
23 第2電極
24 連続部
25、26 端子
31 巻取軸
32 スリット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrode structure of a piezoelectric conversion element, particularly a piezoelectric conversion element in which a sheet-like piezoelectric material is formed into a cylindrical shape, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
An actuator using a piezoelectric transducer has a high conversion efficiency for converting supplied electric energy into a driving force, a small driving force, a large driving force that is generated, and the driving force can be easily controlled. It has come to be used for driving and positioning of driven members of measuring instruments and other precision machines.
[0003]
Some piezoelectric transducers that are driving sources used in such an actuator are configured by laminating a plurality of unit piezoelectric elements. This is because the displacement in the thickness direction generated in the unit piezoelectric element is taken out as much as possible.
[0004]
Piezoelectric transducers constructed by laminating a plurality of unit piezoelectric elements are manufactured through the complicated processes of providing electrodes on the surface of each unit element, laminating and bonding, and connecting the electrodes of each layer. Therefore, it was expensive.
[0005]
For this reason, a piezoelectric conversion element has been proposed in which a laminate in which two thin plate-like piezoelectric elements each having an electrode formed thereon are stacked is wound into a hollow cylinder.
[0006]
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a piezoelectric transducer formed by laminating two such thin plate-like piezoelectric elements into a cylindrical shape, and FIGS. 12A and 12B show the electrode formation. FIG. 13 is a plan view for explaining the state of the end surface in the cylindrical axis direction of the piezoelectric transducer formed in a cylindrical shape.
[0007]
A manufacturing process of the piezoelectric transducer will be described. First, as shown in FIG. 12A, a first
[0008]
The
[0009]
Next, as shown in FIG. 12 (b), lamination is performed so that the electrode non-formation surface of the first
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the cylindrical piezoelectric conversion element having the above-described configuration, as shown in FIG. 13, the second
[0011]
Moreover, in the cylindrical piezoelectric transducer having the above-described configuration, as shown in FIG. 13, the lead wires are exposed to the first and second electrodes exposed on the side surfaces of the piezoelectric transducer and are connected by soldering or bonding with a metal paste. However, there is a disadvantage that such connection work is not suitable for mass production. The present invention aims to solve the above-mentioned problems.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above-mentioned problems, and the invention of
[0014]
Then, the first and second electrode terminals are brought into contact with the first electrode and the second electrode exposed at the continuous portion left in the central portion of the internal space of the laminated cylindrical body, respectively.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a step of forming a first electrode on the surface of a sheet-like piezoelectric element made of piezoelectric ceramics and a second electrode on the back surface, and a slit of a winding shaft having a slit extending in the axial direction. Sandwiching the continuous portion at the substantially longitudinal center of the sheet-shaped piezoelectric element on which the electrode is formed, and winding the sheet-shaped piezoelectric element around the take-up shaft to form a cylindrical body, and the formed cylinder And a step of firing the shaped body at a predetermined temperature.
[0016]
The winding shaft is preferably made of a material having a melting point higher than the firing temperature of the piezoelectric element.
[0017]
Further, the slit of the winding shaft is provided with an electrode terminal made of a material having a melting point higher than the firing temperature of the piezoelectric element, so that the piezoelectric element can be easily fed.
[0018]
In addition, the winding shaft may be made of a material that burns out when the piezoelectric element is fired.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0020]
[First Embodiment]
The piezoelectric conversion element according to the first embodiment forms electrodes by forming electrodes on both front and back surfaces of a single thin plate-like piezoelectric element, and folds this into two at a substantially central portion and winds it up into a cylindrical shape. This is a piezoelectric conversion element formed in a shape.
[0021]
1 and 2 are diagrams for explaining the configuration of the piezoelectric transducer according to the first embodiment. FIG. 1 is a cross-sectional view of the piezoelectric transducer, and FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the piezoelectric transducer.
[0022]
An outline of the configuration of the piezoelectric transducer will be described. As shown in FIG. 1, the
[0023]
Next, the sheet-like
[0024]
Next, details of the manufacturing process will be described. First, as a material of the
[0025]
Next, paste-like electrode materials such as platinum (Pt) -based and silver-palladium (Ag-Pd) -based electrode materials are appropriately applied to the front and back surfaces of the green sheet (piezoelectric element) by means such as screen printing. An electrode material made into a paste form with an appropriate resin binder is printed to a thickness of 3 to 7 μm (the resin binder volatilizes to about 1 to 3 μm after firing) to form the
[0026]
The
[0027]
Next, when the cylindrical body is fired under a predetermined temperature condition, a lead wire is connected to the
[0028]
For example, as shown in FIG. 3, the temperature is gradually raised to 500 ° C. over about 5 hours. After firing at 500 ° C. for a certain time, the temperature is gradually raised to 1200 ° C. after 9 hours from the beginning. Increase. Furthermore, after baking at 1200 ° C. for about 0.3 hours, it is cooled to room temperature over about 6 hours.
[0029]
The direction of polarization is the thickness direction of the sheet-like piezoelectric element. For example, in an environment of 60 ° C., a voltage of 1.5 kV / mm is applied between the
[0030]
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the voltage (V) applied to the piezoelectric transducer and the displacement (nm) generated, and the line (a) shows the applied voltage (V) of the piezoelectric transducer of the first embodiment described above. ) And the generated displacement (nm), and the line (b) shows the relationship between the applied voltage (V) and the generated displacement (nm) of the conventional piezoelectric transducer shown in FIG.
[0031]
As is apparent from this figure, the piezoelectric transducer according to the first embodiment of the present invention has a larger generated displacement with respect to the same applied voltage and better conversion efficiency than the conventional piezoelectric transducer shown in FIG. This is because the conventional piezoelectric transducer has a portion that inhibits the occurrence of expansion / contraction displacement that is not sandwiched between two electrodes on the innermost side of the cylindrical body, but the piezoelectric transducer according to the first embodiment of the present invention. This is because the element has no part that hinders the occurrence of such expansion and contraction displacement.
[0032]
[Second Embodiment]
In the piezoelectric transducer according to the second embodiment, electrodes are formed on both front and back surfaces of a single thin plate-like piezoelectric element, and the piezoelectric elements are stacked so as to leave a certain width with a substantially central portion as a connecting portion. It is the piezoelectric conversion element which was wound up and formed in the cylindrical body.
[0033]
5 and 6 are diagrams for explaining the configuration of the piezoelectric transducer according to the second embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view of the piezoelectric transducer, and FIG. 6 is a perspective view showing the appearance of the piezoelectric transducer.
[0034]
An outline of the configuration of the piezoelectric transducer will be described. As shown in FIG. 5, the
[0035]
Next, a substantially central portion of the sheet-like
[0036]
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a method for winding up the sheet-like
[0037]
The material of the winding
[0038]
Next, when the
[0039]
The winding
[0040]
The
[0041]
FIG. 8 is a perspective view illustrating an example of a connection structure of a power supply terminal to the
[0042]
Thereby, power can be supplied to the
[0043]
Further, an electrically insulating mounting member having the same shape as the winding
[0044]
Furthermore, the winding
[0045]
The material of the
[0046]
Next, the structure of an actuator using the above-described piezoelectric conversion element will be described with reference to FIGS. In the following description, an actuator using the
[0047]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the structure of the actuator. In FIG. 9,
[0048]
[0049]
[0050]
46 is a slider, and the
[0051]
The operation will be described. When the
[0052]
【The invention's effect】
As described above, the piezoelectric conversion element according to
[0053]
And since the element which formed the 1st electrode and the 2nd electrode on the front and back both surfaces of one sheet-like piezoelectric element is used, a manufacturing process becomes simpler than the conventional one.
[0054]
Furthermore, according to the method for manufacturing a piezoelectric transducer according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a piezoelectric transducer according to a first embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the piezoelectric conversion element according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a firing temperature condition of a piezoelectric conversion element.
FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between a voltage applied to a piezoelectric transducer and a generated displacement.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a piezoelectric transducer according to a second embodiment.
FIG. 6 is a perspective view showing an appearance of a piezoelectric conversion element according to a second embodiment.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a method for winding up a piezoelectric transducer according to a second embodiment.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a connection structure of power supply terminals of the piezoelectric transducer according to the second embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of an actuator using a piezoelectric transducer.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a configuration of a frictional coupling portion between an actuator slider and a drive shaft.
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a piezoelectric conversion element formed by stacking two conventional thin plate-like piezoelectric elements into a cylindrical shape.
12 is a view for explaining an electrode forming surface and a laminated state of the conventional piezoelectric transducer shown in FIG.
13 is a plan view for explaining the end surface in the cylindrical axis direction of the conventional piezoelectric transducer shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
軸方向に延びたスリットを有する巻取軸の、該スリットに前記電極の形成されたシート状の圧電素子の長手方向略中央の連続部を挟み、巻取軸の回りにシート状の圧電素子を巻上げて筒状体に形成する工程と、
形成された筒状体を所定温度で焼成する工程と
を含むことを特徴とする圧電変換素子の製造方法。Forming a first electrode on the front surface of a sheet-like piezoelectric element made of piezoelectric ceramics and a second electrode on the back surface;
A winding shaft having a slit extending in the axial direction is sandwiched between a continuous portion in the longitudinal center of the sheet-shaped piezoelectric element on which the electrode is formed, and the sheet-shaped piezoelectric element is arranged around the winding shaft. Winding and forming into a cylindrical body;
And a step of firing the formed cylindrical body at a predetermined temperature.
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