JP4667863B2 - 圧電セラミック又は電歪材料から作られたモノリシック多層アクチュエータ - Google Patents
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Description
2 圧電セラミック層
3,4 内部電極
5 基本金属コーティング
6 アクチュエータの不活性領域
7 微小構造変化
8 分極によって開始される特定の微小クラック
9 基本金属コーティングの遮断
10 円弧の形状に経路を定められたワイヤ
11 はんだ付けパッド
12 蛇行形状の外部電極
13 対応して形成された外部電極の楕円
14 好ましくはモノリシック絶縁層として形成されたアクチュエータの末端領域
15 楕円形状外部接点の接続ウェブ
Claims (15)
- 圧電セラミック又は電歪材料から作られたモノリシック多層アクチュエータであって、前記アクチュエータは、グリーンシートの焼結によって複数の圧電プレートを上下に接続した積層構造として形成され、プレート積層内に存在する内部電極は、前記積層構造の対向する外面に経路を定められ、これら内部電極は、各電極群の外部接点と基本金属コーティングとによって並列に接続されている、モノリシック多層アクチュエータにおいて、
マイクロメートルオーダーの微小変動部が、少なくとも2つの対向する外面の領域内の前記内部電極と平行にかつ間隔を置いて前記基本金属コーティングから伸びるように積層方向に沿って前記アクチュエータ構造に組み入れられ、区別される内部電極は、前記外面へ向けて暴露され、早くとも前記アクチュエータの分極の間に前記アクチュエータの内部への所定の限られた応力減少をもたらされ、前記基本金属コーティング及び/又は前記外部接点は、少なくとも前記微小変動部の領域で伸長抵抗性又は弾性を有して形成され、
前記外部接点は、組み入れられた又は意図された微小変動部の位置の情報を用いて準備され、該外部接点は、少なくとも2つの前記微小変動部の間の領域の前記基本金属コーティングと一点で又は部分的に電気的接続にある平面曲げ関節接合電極を含み、
前記平面曲げ関節接合電極は、はんだ付けされた銅/ベリリウムのストリップからなり、該ストリップは、開楕円の形状の断面を有し、各開楕円の主軸は、前記微小変動部の一つの領域に延在することを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項1記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
前記微小変動部は、局所的に制限されて前記グリーンシートが一体に焼結されることを防止することを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項2記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
前記微小変動部は、有機バインダの層又は有機バインダが、焼結プロセスの間に完全に燃え尽きる直径≦200nmを有する50体積%までの有機粒子を用いて、前記積層の積み重ねの間に前記微小変動部の領域に適用されたものであることを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項3記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
前記層は、スクリーン印刷法によって形成され、該層は、前記微小変動部の領域において完全な又は部分的な共焼結を明白に防止するために、焼結する前に前記グリーンシートに埋め込まれたセラミック粒子が部分的にのみ互いに接触するように又は少しも互いに接触しないように固められたものであることを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項2記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
微小変動部は、前記積層の圧電性材料と反応しない≦1μmの直径を有する無機充填粒子で実現され、かつこれら充填粒子は前記バインダに加えられていることを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
前記外部接点は、組み入れられた又は意図された微小変動部の位置の情報を用いて準備され、該外部接点は、少なくとも2つの前記微小変動部の間の領域の前記基本金属コーティングと一点で又は部分的に電気的接続にある平面曲げ関節接合電極を含み、
前記平面曲げ関節接合電極は、蛇行電極として構成され、蛇行の接続部は、前記微小変動部の領域に延在することを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項6に記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
はんだ付け部分又ははんだ付けパッドが、さらなる配線のために前記曲げ電極に設けられることを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
力結合表面として電極のない受動末端層が、前記積層構造の上端部及び/又は下端部に設けられることを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項8記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
前記受動末端層と前記受動末端層に最も近い微小変動部との距離は、前記積層方向に分配された残りの微小変動部の距離の全体又は半分と等しくなるように選択されることを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - アクチュエータが圧電プレートの積層構造であり、内部電極、共通の基本金属コーティング、及び外部接点が設けられた、圧電セラミック又は電歪材料から作られたモノリシック多層アクチュエータであって、
薄い層に裂ける微小構造変動部が、前記内部電極と平行に積層方向に沿って設けられ、前記積層構造の圧縮強度を維持すると同時に、周囲の構造と比べて引張強さを減少させ、
前記薄い層に裂ける微小構造変動部の間の領域の前記基本金属コーティングと一点でのみ接続される伸長抵抗平面外部電極を含み、
前記伸長抵抗平面外部電極は、一連の開楕円の形状を含み、前記楕円間の連結ウェブが短軸の方向に延在することを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項10記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
前記薄い層に裂ける微小構造変動部の間の領域の前記基本金属コーティングと一点でのみ接続される伸長抵抗平面外部電極を含み、
前記伸長抵抗平面外部電極は、蛇行の形状を含む特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項11に記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
前記伸長抵抗平面外部電極は、平面構造の銅/ベリリウムのストリップであることを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項11記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
前記伸長抵抗平面外部電極の各開楕円の主軸は、前記微小構造変動部の領域に延在することを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項10から13のいずれか一項に記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
電極のない受動末端層が、前記アクチュエータの上端部及び/又は下端部に形成されることを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。 - 請求項14記載のモノリシック多層アクチュエータにおいて、
前記受動末端層は、結合要素を収容するモノリシック絶縁層を含むことを特徴とするモノリシック多層アクチュエータ。
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