JP4630059B2 - 圧電セラミックス製の多層アクチュエータにおける外側電極 - Google Patents

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Description

本発明は、圧電セラミックス製の多層アクチュエータにおける外側電極に関する。
圧電セラミックス製の多層アクチュエータはモノリスとして製作される。すなわち、焼結前にスクリーン印刷法によって内側電極が被着される活性の材料が、いわゆる「グリーンシート」として積み重ねられ、1つのスタックが形成される。このスタックがプレスされ、圧粉体が形成される。この圧粉体のプレスは一般的に積層型内での圧力・温度作用下での積層によって実施される。
図1には、このような形式で製作された圧電セラミックス製の多層アクチュエータ1が、著しく拡大して概略的に示してある。このアクチュエータは、圧電的に活性の材料、たとえばチタン酸ジルコン酸鉛(PTZ)の、積層された薄い層2から成っている。これらの層2の間には伝導性の内側電極3が配置されている。これらの内側電極3は交互にアクチュエータ表面に案内される。外側電極4,5が内側電極3を接続する。これによって、内側電極3が電気的に並列に接続され、2つのグループにまとめられる。両外側電極4,5はアクチュエータ1の接続極である。両接続極は接続部6を介して電圧源(図示せず)に接続されている。接続部6を介して電圧が外側電極4,5に印加されると、電圧が全ての内側電極3に並列に伝達され、電界を活性の材料の全ての層2に生ぜしめる。これによって、活性の材料が機械的に歪む。この機械的な全ての歪みの合計が、多層アクチュエータ1のヘッド領域7の終端面ならびにベース領域8の終端面に、使用可能な伸長および/または力9として提供される。
図2には、公知先行技術による圧電セラミックス製の多層アクチュエータ1の一方の外側電極4および表面の断面図が示してある。圧電的に活性の材料の、1つのスタックにプレスされた薄い層2には、多層アクチュエータ1の表面10に導出された内側電極3の領域に、たとえば電気めっき法または金属ペーストのスクリーン印刷によってベース金属化層11が被着され、同極の内側電極3の接続部が形成される。ベース金属化層11は、金属材料から成る別の層、たとえば構造化された金属薄板または、ヨーロッパ特許出願公開第0844678号明細書に基づき公知であるように、三次元的に構造化された電極12としての線材ネットによって強化される。三次元的に構造化された電極12と、ベース金属化層11との接続は接続層13、一般的にははんだ層によって行われる。三次元的に構造化された電極12には、コンタクト箇所18にはんだ付けビードによって電気的な接続線材6がはんだ付けされる。
アクチュエータ1の表面10に設けられた、前述したように形成された外側電極では、運転の間、不活性の領域(ベース金属化層11の下方に位置する絶縁領域14)に強い引張り応力が作用する。この絶縁領域14はベース金属化層11および接続層13と一緒に均質のユニットを形成しているので、このユニットは、最も弱い部分の引張り強さの超越時に故障し、亀裂が形成される。図示の亀裂経過は約10回の負荷サイクル後に生ぜしめられる。生ぜしめられた応力に基づき、亀裂15は、一般的に脆弱性のかつ僅かな引張り強さのベース金属化層11から絶縁領域14に延び、そこで、高い引張り応力を備えた領域によって捕獲され、有利には、ベース金属化層11に接触しない電極3の電極先端部16で捕獲されるかまたは亀裂15は電極先端部16における最大の引張り応力の領域で始まり、ベース金属化層11の方向に延びる。ベース金属化層11に接触する内側電極3に沿った亀裂17の拡幅は非臨界的と格付けすることができる。なぜならば、このような亀裂経過はアクチュエータの機能に損傷を与えないからである。ベース金属化層11が亀裂によって切断されると、三次元的に構造化された弾性的な電極12が電気的なブリッジとして作用するので、亀裂は、アクチュエータ1の特性または寿命に影響を与えないままである。これに対して、コントロールされずに絶縁領域14を通って延びる亀裂15は極めて臨界的である。なぜならば、この亀裂15は絶縁間隔を減少させ、フラッシオーバによるアクチュエータ故障の確率を著しく高めるからである。
しかし、このような形式で形成された電極は、電圧が供給されるようになっている伝導性の接続部の接続時に問題を生ぜしめる。
公知先行技術によれば、図2に示したように、コンタクト点18で線材6が、三次元的に構造化された電極12にはんだ付けされるかまたは溶接される。しかし、このはんだ付けまたは溶接によって、三次元的に構造化された電極12が硬化させられ、したがって、はんだ付け点または溶接点18で弾性を喪失する。その後、運転中に、このはんだ付け点または溶接点18の下方に機械的な剪断応力が生ぜしめられる。なぜならば、上方に位置する電極領域がもはや一緒に伸長させられないからである。これによって、数百万回の運転サイクル後、ベース金属化層を含めた金属電極の剥離ひいては構成部材の故障が生ぜしめられ得る。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第10026005号明細書に基づき、三次元的に構造化された電極がアクチュエータを越えて張り出しており、そこで、場合によって折り返されたかまたはカーリングされた電極に電気的なコンタクトがはんだ付けされることが公知である。張り出した端部は収縮チューブによって絶縁されている。この形式の接続には手間がかかり、複雑に形成された外側電極を生ぜしめる。電極の屈曲箇所には、切欠き効果が生ぜしめられ得る。
ドイツ連邦共和国特許第19909452号明細書に基づき、アクチュエータの一方の側、たとえばベースに圧電的に能動的でない領域を設け、この領域に電気的なコンタクトを取り付けることが公知である。受動的なベースは、著しく減少させられた剛性および伸長を構成部材の同じ構造長さで生ぜしめる。なぜならば、受動的なベースが剛性的なばねのように作用し、能動的な領域を短縮するからである。
本発明の課題は、電極の構造によって、外側電極に対する給電部の接続を改善することである。
この課題の解決は、当該外側電極が、交互に重なり合って配置された、伝導性の材料および非伝導性の材料の層から成っており、伝導性の材料から成る、外側に位置する両層のうち、一方の層が、アクチュエータのベース金属化層に接続されており、他方の層が、電圧のための供給線路に接続されており、伝導性の材料から成る層が、伝導性にもしくは導電的に互いに接続されていることによって行われる。
交互に重なり合って配置された、伝導性の材料および非伝導性の材料の層によって、伝導性の材料の層が機械的に互いに分離される。電気的な相互の接続部は別個に製作されるかまたは伝導性の材料としての一貫して延びるシートの折畳みを介して得られる。したがって、ベース金属化層にはんだ付けまたは接着によって接続された下側の伝導性の層は、規定された範囲の内部で上側の層と無関係に運動することができ、これによって、生ぜしめられた応力を補償することができる。
はんだ付けされるかまたは溶接される電気的なコンタクト形成部は一番上側の伝導性の層にしか接続されていない。これによって、層の一貫したはんだ付けが阻止される。外側電極の外側の伝導性の層に対する接続線材のコンタクト形成部は、もはや硬化させられずに電極に影響を与える。ベース金属化層を介して外側電極に作用する力は層構造に基づき、有利には、接続箇所に影響を与えないように減衰される。
本発明による外側電極を備えたアクチュエータでは、電気的なコンタクト形成部を外側電極のあらゆる箇所に設けることができる。この場合、このことが、アクチュエータの寿命またはその他の特性に影響を与えることはない。これによって、コンパクトなアクチュエータモジュールを、公知先行技術に基づき公知であるような手間のかかるまたは煩わしい防護手段なしに製作することが可能となる。
本発明により形成された外側電極は、伝導性の材料の少なくとも2つの層と、これらの層の間に配置された、非伝導性の材料の少なくとも1つの層とから成っている。
伝導性の材料は金属シートから成っていてよい。この金属シートはその僅かな厚さに基づき容易に処理することができる。シートの厚さは、約30μm〜200μm、有利には50μm〜100μmの間に寸法設定されている。シートは、たとえば型押し加工によって自体構造化されていてもよい。これによって、シートの全厚さをシート厚さの三倍の厚さにまで増加させることができる。
伝導性の材料の層は自体三次元的に構造化されていてもよい。この場合、中実の層はなく、伝導性の材料の層は、金属織物または金属編物、ネットまたは金属フォームから成っている。
金属線材から成る織物、編物またはネットは、約100μm〜最大200μmの厚さを有している。編物またはネットのメッシュ幅は、約100μm〜200μmの間に寸法設定されており、線材直径は、約50μm〜100μmの間に寸法設定されている。
非伝導性の材料から成る層は、弾性的なプラスチック、有利には熱可塑性のプラスチック、たとえばポリテトラフルオロエチレン(テフロン:登録商標)またはポリイミドから成っている。層は、約10μm〜最大約100μmの厚さを備えたシートである。
1つの層の伝導性の材料が、1つの層の非伝導性の材料によってコーティングされていてもよい。これは、たとえば片側でプラスチックによってコーティングされたシートであってよい。このシートは、たとえば折畳みによって本発明による外側電極に形成することができる。さらに、伝導性の材料および非伝導性の材料の交互の層が積層されていてもよい。
伝導性の材料の個々の層は種々異なる金属材料から成っていてよい。したがって、たとえば、少なくともアクチュエータ材料にはんだ付けされたかまたは接着された層の金属材料を、この金属材料が、アクチュエータのセラミックス材料に適合された熱膨張係数を有しているように選択することが可能となる。
層の間の伝導性の接続部を金属材料から製作するためには、これらの層が貫通コンタクト形成されているかまたは周面コンタクト形成されている。このためには、層がその長手方向側方の両側で、たとえば張り出した側のはんだ付けによって伝導性にもしくは導電的に互いに接続されている。
さらに、伝導性の材料を、有利にはシートまたは織物の形でメアンダ状にまたは螺線状に折り畳むことが可能であり、これによって、非伝導性の材料がそれぞれ層として折り目の間にもしくは巻成体の内部に位置している。これによって、以下の効果が得られる:プラスチック層によるシートまたは織物の層の中断によって、はんだ付けされるかまたは溶接される電気的なコンタクト形成部が上側の伝導性の層にしか接続されていないことが確保される。これによって、層の一貫したはんだ付けおよび硬化が阻止される。
以下に、本発明によるアクチュエータの製作を説明する。ドイツ連邦共和国特許出願公開第19840488号明細書による低温度で焼結した圧電セラミックスが、有機的なバインダ系によって125μmの厚さのシートとして準備される。このシートには、重量比70/30の銀/パラジウム粉末と、適切なバインダ系とから成る内側電極ペーストがスクリーン印刷によって塗布される。このような形式の多数のシートが積層され、プレスされ、積層体が形成される。この積層体が切断され、棒状の個々のアクチュエータが形成される。これらのアクチュエータは約400℃で熱分解され、約1100℃で焼結される。次いで、アクチュエータベースボディが全ての側で機械的に加工される。
たとえば適切な銀/パラジウム成端ペーストから成るベース金属化層がスクリーン印刷/焼付けプロセスによって被着される。
本発明による、構造化された折り畳まれた外側電極がこのベース金属化層にはんだ付けされる。
次いで、電気的な接続部を、たとえばはんだ付けまたは溶接によって取り付けることができる。この作業工程は、たとえば折り畳まれた電極に、アクチュエータへのはんだ付け前に、コンタクトピンが取り付けられることによって優遇されてもよい。次いで、アクチュエータがラッカ層によって防護される。コンタクト形成部をラッカ塗布後に初めて取り付けることも可能である。この場合、はんだ付け領域または溶接領域が一般的にラッカなしに保持されなければならない。最後に、アクチュエータが極性付与され、電気的に測定される。
実施例につき本発明を詳しく説明する。
4つの実施例につき本発明による外側電極の製作を説明する。
上述したように、10mm×10mm(底面)の寸法および30mmの長さのアクチュエータベースボディ1が準備される。1つのセラミックス個別層2の厚さは焼結後100μmに寸法設定されており、内側金属化層の厚さは2μmに寸法設定されている。ベース金属化層3は市販の成端ペーストでスクリーン印刷によって形成され、空気中で750℃で30分間焼き付けられる。この焼付け後の層厚さは10μm〜12μmに寸法設定されている。アクチュエータベースボディは以下のように後続処理される。
例1:図3によれば、伝導性の材料として、0.1mmの線材直径を備えた青銅線材(CuSn)と、0.2mmのメッシュ幅とから成る線材織物19が、電気めっきにより20μmの厚さではんだ(SnPb10)によってコーティングされる。織物から、経糸の方向に対して45゜の角度で8mmの幅および29mmの長さのストリップが切り離される。このストリップは、両縁部が中間に来るように長手方向に沿って折り畳まれる。
この形式の外側電極20,21は、反対の側に位置する接続面でアクチュエータベースボディのベース金属化層11に、たとえばリフロはんだ付け法によってはんだ付けされる。互いに反対の側に位置する外側電極20,21には、一方のアクチュエータ端面の近くに接続線材6のためのそれぞれ1つのはんだ付け点18が形成される。この手段は公知先行技術を成している。はんだ付け時間は240℃で10分に設定されている。
例2:図4によれば、0.1mmの線材直径を備えた青銅線材(CuSn)と、0.2mmのメッシュ幅とから成る線材織物19が、電気めっきにより20μmの厚さではんだ(SnPb10)によってコーティングされる。織物から、経糸の方向に対して45゜の角度で8mmの幅および29mmの長さのストリップが切り離される。このストリップには中心に、3.5mm×29mmの寸法を備えた、PTFEポリマから成るストリップ22が設置される。このストリップ22を取り囲んで織物ストリップ19は、両縁部が中間に来るように長手方向に沿って折り畳まれる。
この形式の外側電極は、アクチュエータベースボディのベース金属化層に、たとえばリフロはんだ付け法によってはんだ付けされる。互いに反対の側に位置する外側電極23,24には、一方のアクチュエータ端面の近くに接続線材6のためのそれぞれ1つのはんだ付け点18が形成される。はんだ付け時間は240℃で10分に設定されている。
例3:図5によれば、0.1mmの線材直径を備えた青銅線材(CuSn)と、0.2mmのメッシュ幅とから成る線材織物19が、電気めっきにより20μmの厚さではんだ(SnPb10)によってコーティングされる。織物から、経糸の方向に対して45゜の角度で16mmの幅および29mmの長さのストリップが切り離される。このストリップには外側中心に、3.5mm×29mmの寸法を備えた、PTFEポリマから成るストリップ22が設置される。このストリップ22を取り囲んで織物ストリップ19が長手方向に沿って折り畳まれる。再度、PTFEストリップ25が載着され、織物ストリップが螺線状に折り返される。
この形式の外側電極は、アクチュエータベースボディのベース金属化層11に、たとえばリフロはんだ付け法によってはんだ付けされ、これによって、二重に位置する金属ネット層がアクチュエータから離れる方向に向けられる。互いに反対の側に位置する外側電極26,27には、一方のアクチュエータ端面の近くに接続線材6のためのそれぞれ1つのはんだ付け点18が形成される。はんだ付け時間は240℃で10分に設定されている。
例4:図4に示した実施例2に相当する図6によれば、0.08mmの線材直径を備えた鉄−ニッケル合金(FeNi42)と、0.18mmのメッシュ幅とから成る線材織物19が、電気めっきにより6μmの厚さで銅によってコーティングされ、20μmの厚さではんだ(SnPb10)によってコーティングされる。織物から、経糸の方向に対して45゜の角度で8mmの幅および29mmの長さのストリップが切り離される。このストリップには中心に、3.5mm×29mmの寸法を備えた、ポリイミドポリマから成るストリップ22が設置される。このストリップ22を取り囲んで織物ストリップは、両縁部が中間に来るように長手方向に沿って折り畳まれる。このように製作された外側電極23,24には、0.8mmの直径を備えた金属ピン28が約5mmオーバラップして抵抗溶接によって溶接され、これによって、ピン28が片側で線材ネット19を越えて張り出す。
この構成では、ネット材料の適切な熱膨張係数と、すでに予備成形された接続ピンとが有利である。
前述した形式の外側電極は、アクチュエータベースボディのベース金属化層に、たとえばリフロはんだ付け法によってはんだ付けされる。はんだ付け時間は240℃で10分に設定されている。
4つの構成は、適切な方法、たとえば浸漬または吹付けによってシリコーンラッカで被覆される。
このラッカの乾燥および硬化後、構成1〜3のはんだ付け点からラッカが再び除去され、接続線材がはんだ付けされる。
アクチュエータには、検査フレーム内で2000Nの予荷重もしくはプレロードがかけられ、アクチュエータは台形信号によって制御される。この場合、制御電圧は100μsで0Vから200Vに増加させられ、1msで200Vに保持され、その後、100μsで0Vに減少させられる。繰返し周波数は200Hzである。この場合、アクチュエータは150℃〜160℃の運転温度に到達する。
例1は、すでに10回のサイクルで、はんだ付け点の領域におけるセラミックスからのネット電極の著しい剥離を示している。2・10回のサイクル後には、アクチュエータがアーク形成によってはんだ付け点で破壊されている。
例2〜4は、同一の特性を示している。この特性は例1と著しく異なっている。10回のサイクルでさえ、いずれの例でもネット剥離またはアーク形成は生ぜしめられない。
本発明による外側電極の製作時には、当業者は種々異なる方法を選択することができる。したがって、外側電極は、たとえばプラスチックでコーティングされた薄い金属薄板から折り畳まれていてよいかまたは、前述したように、金属ネットとしてプラスチックストリップを取り囲んで折り畳まれていてよい。プラスチック・金属層が積層され、電気的に貫通コンタクト形成されることによって、プリント配線板に類似の製作も可能となる。このプリント配線板は、たとえば予備成形されたフレキシブルボードとしてもアクチュエータ全体を被覆しかつ防護することができる。外側電極をアクチュエータにはんだ付けする代わりに、伝導性の接着剤が使用されてもよい。使用したい材料は、主として、所望の使用条件に関連している。高い温度および迅速な温度変化に対して、特にPTFE・ポリイミド材料および膨張合金、たとえばFeNi42が適している。
公知先行技術によるモノリシックな多層アクチュエータの構造を概略的に示す図である。
約10回の負荷サイクル後に生ぜしめられる典型的な亀裂を備えた、図1に示したアクチュエータの一部を示す図である。
公知先行技術による折り畳まれた金属ネット電極を備えたアクチュエータを示す図である。
1回折り畳まれた本発明による金属ネット電極と、1つのプラスチックインサートとを備えたアクチュエータを示す図である。
螺線状に折り畳まれた金属ネット電極と、2つのプラスチックインサートとを備えたアクチュエータを示す図である。
1回折り畳まれた本発明による金属ネット電極と、1つのプラスチックインサートと、溶接された接続ピンとを備えたアクチュエータを示す図である。
符号の説明
1 多層アクチュエータ、 2 層、 3 内側電極、 4,5 外側電極、 6 接続線材、 7 ヘッド領域、 8 ベース領域、 9 力、 10 表面、 11 ベース金属化層、 12 電極、 13 接続層、 14 絶縁領域、 15 亀裂、 16 電極先端部、 17 亀裂、 18 はんだ付け点、 19 線材織物、 20,21 外側電極、 22 ストリップ、 23,24 外側電極、 25 ストリップ、 26,27 外側電極、 28 ピン

Claims (24)

  1. 圧電セラミックス製の多層アクチュエータにおける外側電極において、当該外側電極(23,24;26,27)が、交互に重なり合って配置された、伝導性の材料(19)および非伝導性の材料(22,25)の層から成っており、伝導性の材料(19)から成る、外側に位置する両層のうち、一方の層が、アクチュエータ(1)のベース金属化層(11)に接続されており、他方の層が、電圧のための供給線路(6)に接続されており、伝導性の材料(19)から成る層が、伝導性に互いに接続されていることを特徴とする、圧電セラミックス製の多層アクチュエータにおける外側電極。
  2. 当該外側電極が、伝導性の材料(19)の少なくとも2つの層と、該層の間に配置された、非伝導性の材料(22,25)の少なくとも1つの層とから成っている、請求項1記載の外側電極。
  3. 伝導性の材料(19)の層が、それぞれ金属製のシートから成っている、請求項1または2記載の外側電極。
  4. シート(19)が、30μm〜最大200μmの厚さを有している、請求項3記載の外側電極。
  5. シート(19)が、50μm〜100μmの間の厚さを有している、請求項4記載の外側電極。
  6. シート(19)が、型押し加工によって構造化されており、これによって、前記構造化されたシート(19)の全厚さが、シート(19)の最大三倍の厚さを達成するようになっている、請求項3から5までのいずれか1項記載の外側電極。
  7. 伝導性の材料(19)の層が、金属織物または金属編物、ネットまたは金属フォームから成っている、請求項1または2記載の外側電極。
  8. 伝導性の材料(19)の層の織物、編物またはネットが、100μm〜最大200μmの厚さを有している、請求項7記載の外側電極。
  9. 伝導性の材料(19)の層の編物またはネットのメッシュ幅が、100μm〜200μmの間に寸法設定されており、線材直径が、50μm〜100μmの間に寸法設定されている、請求項7または8記載の外側電極。
  10. 非伝導性の材料(22,25)が、弾性的なプラスチックである、請求項1から9までのいずれか1項記載の外側電極。
  11. 弾性的なプラスチックが、熱可塑性のプラスチックである、請求項10記載の外側電極。
  12. 熱可塑性のプラスチックが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)またはポリイミドである、請求項11記載の外側電極。
  13. 非伝導性の材料(22,25)が、10μm〜最大100μmの厚さを備えたシートの形のプラスチックである、請求項10から12までのいずれか1項記載の外側電極。
  14. 伝導性の材料(19)が、非伝導性の材料(22,25)によってコーティングされている、請求項1から13までのいずれか1項記載の外側電極。
  15. 伝導性の材料(19)の個々の層が、種々異なる金属材料から成っている、請求項1から14までのいずれか1項記載の外側電極。
  16. 少なくともアクチュエータ材料にはんだ付けされた層の伝導性の材料(19)が、アクチュエータ(1)のセラミックス材料に適合された熱膨張係数を有している、請求項1から15までのいずれか1項記載の外側電極。
  17. 当該外側電極が、伝導性の材料(19)および非伝導性の材料(22,25)から成る層の積層によって製作されている、請求項1から16までのいずれか1項記載の外側電極。
  18. 伝導性の材料(19)から成る層の間の伝導性の接続部が、貫通コンタクト形成または周面コンタクト形成によって製作されている、請求項1から17までのいずれか1項記載の外側電極。
  19. 伝導性の材料(19)から成る層が、それぞれ長手方向側方で互いに接続されている、請求項18記載の外側電極。
  20. 伝導性の材料(19)が、メアンダ状にまたは螺線状に折り畳まれており、非伝導性の材料(22,25)が、それぞれ伝導性の材料(19)の、上下に位置する2つの層の間に配置されている、請求項1から16までのいずれか1項記載の外側電極。
  21. 伝導性の材料(19)がC字形に曲げられており、伝導性の材料(19)が、非伝導性の材料(22)の層を取り囲んでおり、曲げ返された側が、アクチュエータ(1)のベース金属化層(11)に接続されている、請求項1から16までのいずれか1項記載の外側電極。
  22. 伝導性の材料(19)が、銅合金または銀合金から成っている、請求項1から21までのいずれか1項記載の外側電極。
  23. 伝導性の材料(19)が、鉄−ニッケル合金または鉄−ニッケル−コバルト合金から成っている、請求項1から21までのいずれか1項記載の外側電極。
  24. 当該外側電極が、はんだ付けまたは伝導性の接着剤による接着によってアクチュエータ(1)のベース金属化層(11)に接続されている、請求項1から23までのいずれか1項記載の外側電極。
JP2004522517A 2002-07-19 2003-07-18 圧電セラミックス製の多層アクチュエータにおける外側電極 Expired - Fee Related JP4630059B2 (ja)

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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10241992B4 (de) * 2002-09-11 2005-05-04 Siemens Ag Piezoelektrischer Aktor
EP1605527A1 (en) 2004-06-07 2005-12-14 Delphi Technologies, Inc. Fused external electrode to a piezoelectric multilayer actuator and piezoelectric multilayer actuator incorporating the same
DE102005014163B4 (de) * 2005-03-29 2015-09-17 Continental Automotive Gmbh Piezoelektrische Aktoreinheit mit verbesserter Wärmeleitfähigkeit sowie Kraftstoffinjektor
DE102005044391B4 (de) * 2005-09-16 2008-10-09 Siemens Ag Piezoaktor mit verbesserter Kontaktierung des Aktorkörpers mit den Kontaktstiften
JP2007173320A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Denso Corp 積層型圧電素子及びその製造方法
US7679273B2 (en) * 2006-07-31 2010-03-16 Delphi Technologies, Inc. Strain tolerant metal electrode design
DE102007015457B4 (de) * 2007-03-30 2009-07-09 Siemens Ag Piezoelektrisches Bauteil mit Sicherheitsschicht, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
CN101978522A (zh) * 2008-04-11 2011-02-16 株式会社村田制作所 层叠型压电致动器
DE102008031641B4 (de) * 2008-07-04 2017-11-09 Epcos Ag Piezoaktor in Vielschichtbauweise
DE102008062021A1 (de) * 2008-08-18 2010-03-04 Epcos Ag Piezoaktor in Vielschichtbauweise
EP2359419B1 (de) * 2008-11-20 2013-01-09 CeramTec GmbH Vielschichtaktor mit aussenelektroden als metallische, poröse, dehnbare leitschicht
DE102010013486B4 (de) * 2010-03-30 2022-10-20 Waldemar Hoening Ohg Verlötbare Elektrode und Verfahren zur Herstellung einer verlötbaren Elektrode
DE102011015219B4 (de) * 2010-03-30 2020-09-24 Waldemar Hoening Ohg Verlötbare Elektrode und Verfahren zur Herstellung einer verlötbaren Elektrode
DE102010042969A1 (de) * 2010-10-26 2012-04-26 Continental Automotive Gmbh Piezoelektrisches Bauteil mit Kontaktierung
DE102010062850A1 (de) 2010-12-10 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Piezoelektrisches Bauelement und Brennstoffeinspritzventil mit einem Piezoaktor
DE102012109250B4 (de) * 2012-09-28 2020-07-16 Tdk Electronics Ag Elektrisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung einer Kontaktierung eines Elektrischen Bauelements
EP2908553A4 (en) * 2013-07-26 2016-07-13 Olympus Corp ULTRASOUND TRANSFORMER AND METHOD FOR PRODUCING AN ULTRASOUND TRANSFORMER
DE102013216666A1 (de) 2013-08-22 2015-02-26 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil mit einem piezoelektrischen Aktor
DE102013216628A1 (de) 2013-08-22 2015-02-26 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil und piezokeramisches Vielschichtbauteil mit einer Außenelektrode
KR20170132198A (ko) * 2015-03-09 2017-12-01 더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아 삼중층 액츄에이터를 채택한 촉각 자극을 제공하는 장치 및 방법
CN115643783B (zh) * 2022-11-07 2023-07-25 中南大学 多层定向多孔压电复合材料及制备和压电能量收集器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4511202A (en) * 1981-12-29 1985-04-16 Fujitsu Limited Ceramic resonator and a ceramic filter using the same
US4803763A (en) * 1986-08-28 1989-02-14 Nippon Soken, Inc. Method of making a laminated piezoelectric transducer
DE4201937C2 (de) * 1991-01-25 1997-05-22 Murata Manufacturing Co Piezoelektrisches laminiertes Stellglied
US5406164A (en) * 1993-06-10 1995-04-11 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Multilayer piezoelectric element
US5406682A (en) * 1993-12-23 1995-04-18 Motorola, Inc. Method of compliantly mounting a piezoelectric device
JPH07226541A (ja) * 1994-02-09 1995-08-22 Brother Ind Ltd 積層型圧電素子
DE29623089U1 (de) * 1996-05-23 1997-12-11 Siemens AG, 80333 München Piezoelektrisches Element
DE19648545B4 (de) * 1996-11-25 2009-05-07 Ceramtec Ag Monolithischer Vielschichtaktor mit Außenelektroden
JPH10233537A (ja) * 1997-02-20 1998-09-02 Toyota Motor Corp 圧電積層体
DE19917728A1 (de) * 1999-04-20 2000-10-26 Bosch Gmbh Robert Piezoelektrischer Aktor
DE19928190A1 (de) * 1999-06-19 2001-01-11 Bosch Gmbh Robert Piezoaktor
DE19928189A1 (de) * 1999-06-19 2001-04-19 Bosch Gmbh Robert Piezoaktor
ATE356441T1 (de) * 1999-06-29 2007-03-15 Siemens Ag Piezoaktor mit einer elektrisch leitenden mehrschichtfolie
JP2002203999A (ja) * 2000-11-06 2002-07-19 Denso Corp 積層型圧電体素子とその製造方法
JP3964184B2 (ja) * 2000-12-28 2007-08-22 株式会社デンソー 積層型圧電アクチュエータ
EP1278253B1 (en) * 2001-07-19 2013-05-08 Greatbatch Ltd. Insulative component for an electrochemical cell
DE10329028A1 (de) * 2002-07-11 2004-01-29 Ceram Tec Ag Innovative Ceramic Engineering Isolierung für piezokeramische Vielschichtaktoren

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