JPH0228977A - 積層型圧電素子 - Google Patents
積層型圧電素子Info
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- JPH0228977A JPH0228977A JP63179951A JP17995188A JPH0228977A JP H0228977 A JPH0228977 A JP H0228977A JP 63179951 A JP63179951 A JP 63179951A JP 17995188 A JP17995188 A JP 17995188A JP H0228977 A JPH0228977 A JP H0228977A
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- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 12
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 2
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は圧電効果を利用して精密工作機械等の位置決め
用デバイスとして用いられる積層型圧電変位素子に関す
る。
用デバイスとして用いられる積層型圧電変位素子に関す
る。
［従来の技術］
従来このような圧電式変位素子は、圧電セラミックの薄
板の三辺の周縁部を絶縁部とし、残りの表面に内部電極
層を形成し、この圧電セラミックを絶縁部の方向が交互
に逆方向になるように多数積層し、形成された積層体の
両側面に外部電極を接続してなるものである。両端の外
部電極に直流電圧を印加することにより、内部電極間の
圧電セラミックが分極され厚み方向に変位を生ずる。
板の三辺の周縁部を絶縁部とし、残りの表面に内部電極
層を形成し、この圧電セラミックを絶縁部の方向が交互
に逆方向になるように多数積層し、形成された積層体の
両側面に外部電極を接続してなるものである。両端の外
部電極に直流電圧を印加することにより、内部電極間の
圧電セラミックが分極され厚み方向に変位を生ずる。
し発明が解決しようとする課犀〕
しかしながら、前記従来の圧電式微少変位素子では、内
部電極の重なら無い部分と内部電極が重なる部分とでは
周辺部で厚みに差がでで、この境界部分に応力が加わる
。また、この境界部分は電圧印加により厚み方向に伸び
る部分と伸びない部分の境界となり、さらに応力が加わ
ることとなる。
部電極の重なら無い部分と内部電極が重なる部分とでは
周辺部で厚みに差がでで、この境界部分に応力が加わる
。また、この境界部分は電圧印加により厚み方向に伸び
る部分と伸びない部分の境界となり、さらに応力が加わ
ることとなる。
このため、連続動作の間にこの部分にクラックが入り変
位素子が破壊され易かった。
位素子が破壊され易かった。
この問題を解決すべく提案されたのが特開昭６１−１１
５３６１号公報の発明であって、この先行技術において
は、第７図に示すように、電極取出部以外の周辺部１０
ａを残して片面に内部電極１２が被着された圧電セラミ
ック薄板！・１ａと、前記取出部と重なる部分１０ｂを
残して片面全面に内部電極１２が被着された圧電セラミ
ック薄板１４ｂとが交互に積層され、第８図の積層体１
６の斜視図に示すように、積層体Ｉ６の側面に外部電極
１８が並列接続されたものである。
５３６１号公報の発明であって、この先行技術において
は、第７図に示すように、電極取出部以外の周辺部１０
ａを残して片面に内部電極１２が被着された圧電セラミ
ック薄板！・１ａと、前記取出部と重なる部分１０ｂを
残して片面全面に内部電極１２が被着された圧電セラミ
ック薄板１４ｂとが交互に積層され、第８図の積層体１
６の斜視図に示すように、積層体Ｉ６の側面に外部電極
１８が並列接続されたものである。
このように前記先行技術においては、内部電極の有無に
よる厚み差を従来形状の半分に緩和しているが、まだ改
良の余地が残されており、さらに内部電極を設けない伸
びない部分を周辺部に僅かな部分としているＧのの、こ
の部分には依然として応力が加わることとなる。
よる厚み差を従来形状の半分に緩和しているが、まだ改
良の余地が残されており、さらに内部電極を設けない伸
びない部分を周辺部に僅かな部分としているＧのの、こ
の部分には依然として応力が加わることとなる。
さらに、別の提案（特開昭６（１−１７６２８２）にお
いては、内部電極を圧電セラミック薄板より若モ小さく
形成し、周辺部には樹脂層を形成し、この電極・樹脂層
と圧電セラミックを交互に積層し、焼成することにより
樹脂層を燃焼しここに空間を形成したものがある。しか
し、この提案においても内部応力は空間部に吸収される
ものの、内部電極との境界部分では依然として歪みが残
り、さらには、製造工程が非常に複雑であるという欠点
がある。
いては、内部電極を圧電セラミック薄板より若モ小さく
形成し、周辺部には樹脂層を形成し、この電極・樹脂層
と圧電セラミックを交互に積層し、焼成することにより
樹脂層を燃焼しここに空間を形成したものがある。しか
し、この提案においても内部応力は空間部に吸収される
ものの、内部電極との境界部分では依然として歪みが残
り、さらには、製造工程が非常に複雑であるという欠点
がある。
本発明゛は圧電式微少変位素子の前記のごとき問題点に
鑑みてなされたもので、内部電極のを無による厚みの差
による応力および動作時の伸びの差による応力を緩和し
、連続作動によっても破損しない積層型圧電素子を提供
することを目的とする。
鑑みてなされたもので、内部電極のを無による厚みの差
による応力および動作時の伸びの差による応力を緩和し
、連続作動によっても破損しない積層型圧電素子を提供
することを目的とする。
し課題を解決するための手段］
＋ｉｆｆ記目的金目的するため、本発明の積層型圧電素
子は、 表面に内部電極を被着した圧電セラミック薄板を多数積
層し、隣合う前記内部電極を交互に電圧源の異なる外部
電極に並列接続してなる積層型圧電素子において、 外周の一部の微少部分を絶縁部として残し表面に内部電
極を形成した圧電セラミック薄板を前記絶縁部が交互に
逆方向になるように多数積層し上下に相隣る絶縁部を一
定の微少変位づつずらせると共に絶縁部で挟まれた部分
の内部電極に外部電極を斜めに接続したことを要旨とす
るものである。
子は、 表面に内部電極を被着した圧電セラミック薄板を多数積
層し、隣合う前記内部電極を交互に電圧源の異なる外部
電極に並列接続してなる積層型圧電素子において、 外周の一部の微少部分を絶縁部として残し表面に内部電
極を形成した圧電セラミック薄板を前記絶縁部が交互に
逆方向になるように多数積層し上下に相隣る絶縁部を一
定の微少変位づつずらせると共に絶縁部で挟まれた部分
の内部電極に外部電極を斜めに接続したことを要旨とす
るものである。
［作用］
圧電セラミックの薄板の表面には外周の一部の微少部分
を絶縁部として残し表面に内部電極を形成し、この圧電
セラミックの薄板を絶縁部が交互に逆方向に向くように
多数積層するのに際し、層隔てて上下に相隣る絶縁部を
一定の位相でずらせることにより、内部電極の有無によ
る厚みの差による応力、あるいは電圧印加時の伸びの差
による応力が周辺部全体に分散されるので、頻度の激し
い繰り返し使用によっても境界部にクラックが生じない
。
を絶縁部として残し表面に内部電極を形成し、この圧電
セラミックの薄板を絶縁部が交互に逆方向に向くように
多数積層するのに際し、層隔てて上下に相隣る絶縁部を
一定の位相でずらせることにより、内部電極の有無によ
る厚みの差による応力、あるいは電圧印加時の伸びの差
による応力が周辺部全体に分散されるので、頻度の激し
い繰り返し使用によっても境界部にクラックが生じない
。
「実施例」
本発明の好適な実施例を以下図面に従って説明する。
Ｐ ｂ （’ｒ ｌ ｏ 、 ４ ＩＩ Ｚ ｒ ｏ
、 ｂ ｔ ） ０３を主成分とする電歪材料に微量の
有機バインダーを加え、有機溶剤中に分散させスラリー
とし、ドクターブレード法により厚み１００ｇ＋１のグ
リーンシートを成形した。
、 ｂ ｔ ） ０３を主成分とする電歪材料に微量の
有機バインダーを加え、有機溶剤中に分散させスラリー
とし、ドクターブレード法により厚み１００ｇ＋１のグ
リーンシートを成形した。
このグリーンシートは第１図に示すように、外周部の微
少部分に絶縁部１０が残るようにして、内部電極１２と
して白金ベーストを片面に印刷により被着した後、パン
チングにより円形に打ち抜くことにより直径１（ｌｓｉ
の圧電セラミック薄板Ｉ４を得た。
少部分に絶縁部１０が残るようにして、内部電極１２と
して白金ベーストを片面に印刷により被着した後、パン
チングにより円形に打ち抜くことにより直径１（ｌｓｉ
の圧電セラミック薄板Ｉ４を得た。
この圧電セラミック薄板■４・・・１４を第２叉に示す
ように、絶縁部ＩＯ・・・ｌＯが交互に逆方向を向くよ
うにして１２０層積層すると）（に、−層おきに北上に
相隣゛る絶縁部１Ｏ・・・１０を３度づつずらしながら
積層した。この積層体！６を１２００℃で焼成した後、
第３図の積層体１６の断面図、第４図の積層体１６斜視
図に示すように、積層体Ｉ６の側面で絶縁＋！＜ １０
・・・ＩＯが積層されている場所に、積層体１６の１一
部と下部で１８０℃回転して螺旋状になるように、外部
電極Ｉ８として銀電極を６００℃で焼付けた。
ように、絶縁部ＩＯ・・・ｌＯが交互に逆方向を向くよ
うにして１２０層積層すると）（に、−層おきに北上に
相隣゛る絶縁部１Ｏ・・・１０を３度づつずらしながら
積層した。この積層体！６を１２００℃で焼成した後、
第３図の積層体１６の断面図、第４図の積層体１６斜視
図に示すように、積層体Ｉ６の側面で絶縁＋！＜ １０
・・・ＩＯが積層されている場所に、積層体１６の１一
部と下部で１８０℃回転して螺旋状になるように、外部
電極Ｉ８として銀電極を６００℃で焼付けた。
本実施例により作成した積層型圧電変位素子の耐久力を
試験するため、！００Ｖのパルス波を１０７回印加した
。なお、比較のため第７図および第８図に示した従来例
に従って作成した積層型圧電変位素子についても同様に
１００Ｖのパルス波を１０’回印加した。従来の積層型
圧電変位素子は内部電極と内部電極のない絶縁部との境
界でクラックが発生したが、本実施例の積層型圧電変位
素子はクラックの発生が見られず、本発明の効果が確認
された。
試験するため、！００Ｖのパルス波を１０７回印加した
。なお、比較のため第７図および第８図に示した従来例
に従って作成した積層型圧電変位素子についても同様に
１００Ｖのパルス波を１０’回印加した。従来の積層型
圧電変位素子は内部電極と内部電極のない絶縁部との境
界でクラックが発生したが、本実施例の積層型圧電変位
素子はクラックの発生が見られず、本発明の効果が確認
された。
なお、本実施例においては圧電セラミック薄板１４が円
形のものを示したが、角形のものについても同様に適用
できるものであって、角形の場合の積層状態を示す斜視
図を第５図に、積層体の斜視図を第６図に示す。第５図
において絶縁部ＩＯ・・・ＩＯは圧電セラミック薄板１
４の一辺の端から他の端に向けて少しづつずらされてい
る。そして、外部電極１８は第６図に示すように、積層
体１６の側面の対角線上に被着される。この角形の圧電
変位素子についても、１００Ｖのパルス波を１０７回印
加する耐久テストを行ったところ、同様にクラックの発
生が見られなかった。
形のものを示したが、角形のものについても同様に適用
できるものであって、角形の場合の積層状態を示す斜視
図を第５図に、積層体の斜視図を第６図に示す。第５図
において絶縁部ＩＯ・・・ＩＯは圧電セラミック薄板１
４の一辺の端から他の端に向けて少しづつずらされてい
る。そして、外部電極１８は第６図に示すように、積層
体１６の側面の対角線上に被着される。この角形の圧電
変位素子についても、１００Ｖのパルス波を１０７回印
加する耐久テストを行ったところ、同様にクラックの発
生が見られなかった。
［発明の効果］
本発明の積層型圧電素子は以上詳述したように、内部電
極を形成した部分と内部電極を形成しない絶縁部との厚
みの差を、絶縁部をずらせることにより積層体の周縁部
全体に分散するものであり、本発明の構成によれば、内
部電極有無による厚みの差による応力および作動時の伸
びの差による応力が著しく緩和されるので、多数回作動
させてもクラックが発生せず、積層型圧電素子の耐久力
を極めて優れたものにするという効果がある。
極を形成した部分と内部電極を形成しない絶縁部との厚
みの差を、絶縁部をずらせることにより積層体の周縁部
全体に分散するものであり、本発明の構成によれば、内
部電極有無による厚みの差による応力および作動時の伸
びの差による応力が著しく緩和されるので、多数回作動
させてもクラックが発生せず、積層型圧電素子の耐久力
を極めて優れたものにするという効果がある。
第１図は本発明一実施例の圧電セラミック薄板の平面図
、第２図は第１図の実施例の圧電セラミック薄板の積層
状態を示す斜視図、第３図は外部電極を被着した状態の
第１図の実施例の圧電セラミック薄板の積層体の側面図
、第４図は外部電極を被着した状態の第１図の実施例の
圧電セラミック薄板の積層体の斜視図、第５図は本発明
の他の実施例の圧電セラミック薄板の積層状態を示す斜
視図、第６図は外部電極を被着した状態の第５図の実施
例の圧電セラミック薄板の積層体の斜視図、第７図は従
来の圧電セラミック薄板の積層状態を示す斜視図、第８
図は外部電極を被着した状態の従来の圧電セラミック薄
板積層体の斜視図である。 ＩＯ・・・絶縁部、１２ 内部電極、１４・・・圧
電セラミック薄板、Ｉ６・・・積層体、１８・・・外部
電極。 第１図 第２図 Ｚ 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 大 川 水 糸３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
、第２図は第１図の実施例の圧電セラミック薄板の積層
状態を示す斜視図、第３図は外部電極を被着した状態の
第１図の実施例の圧電セラミック薄板の積層体の側面図
、第４図は外部電極を被着した状態の第１図の実施例の
圧電セラミック薄板の積層体の斜視図、第５図は本発明
の他の実施例の圧電セラミック薄板の積層状態を示す斜
視図、第６図は外部電極を被着した状態の第５図の実施
例の圧電セラミック薄板の積層体の斜視図、第７図は従
来の圧電セラミック薄板の積層状態を示す斜視図、第８
図は外部電極を被着した状態の従来の圧電セラミック薄
板積層体の斜視図である。 ＩＯ・・・絶縁部、１２ 内部電極、１４・・・圧
電セラミック薄板、Ｉ６・・・積層体、１８・・・外部
電極。 第１図 第２図 Ｚ 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 代理人 弁理士 大 川 水 糸３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図
Claims (1)
- （１）表面に内部電極を被着した圧電セラミック薄板を
多数積層し、隣合う前記内部電極を交互に電圧源の異な
る外部電極に並列接続してなる積層型圧電素子において
、 外周の一部の微少部分を絶縁部として残し表面に内部電
極を形成した圧電セラミック薄板を前記絶縁部が交互に
逆方向になるように多数積層し上下に相隣る絶縁部を一
定の微少変位づつずらせると共に絶縁部で挟まれた部分
の内部電極に外部電極を斜めに接続したことを特徴とす
る積層型圧電素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63179951A JPH0228977A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 積層型圧電素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63179951A JPH0228977A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 積層型圧電素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0228977A true JPH0228977A (ja) | 1990-01-31 |
Family
ID=16074806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63179951A Pending JPH0228977A (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 積層型圧電素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0228977A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000038252A1 (fr) | 1998-12-18 | 2000-06-29 | Denso Corporation | Corps multicouche piezoelectrique |
| WO2001075986A1 (de) * | 2000-04-01 | 2001-10-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von mehrschicht-aktoren |
| EP1233462A2 (de) * | 2001-02-15 | 2002-08-21 | CeramTec AG Innovative Ceramic Engineering | Vielschichtaktor mit versetzt angeordneten Kontaktflächen gleich gepolter Innenelektroden für ihre Aussenelektrode |
| US7468112B2 (en) | 2001-04-18 | 2008-12-23 | Denso Corporation | Method of producing a ceramic laminate |
| JP2014049906A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-17 | Kyocera Corp | 圧電素子、音響発生器、音響発生装置及び電子機器 |
-
1988
- 1988-07-19 JP JP63179951A patent/JPH0228977A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000038252A1 (fr) | 1998-12-18 | 2000-06-29 | Denso Corporation | Corps multicouche piezoelectrique |
| EP1061591A1 (en) * | 1998-12-18 | 2000-12-20 | Denso Corporation | Piezoelectric multilayer body |
| US6452312B1 (en) | 1998-12-18 | 2002-09-17 | Denso Corporation | Piezoelectric laminate body |
| EP1061591A4 (en) * | 1998-12-18 | 2007-05-02 | Denso Corp | PIEZOELECTRIC VELOCITY BODY |
| WO2001075986A1 (de) * | 2000-04-01 | 2001-10-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von mehrschicht-aktoren |
| EP1233462A2 (de) * | 2001-02-15 | 2002-08-21 | CeramTec AG Innovative Ceramic Engineering | Vielschichtaktor mit versetzt angeordneten Kontaktflächen gleich gepolter Innenelektroden für ihre Aussenelektrode |
| JP2002319716A (ja) * | 2001-02-15 | 2002-10-31 | Ceramtec Ag Innov Ceramic Eng | 圧電セラミック多層アクチュエーターおよびその製造方法 |
| EP1233462A3 (de) * | 2001-02-15 | 2005-07-27 | CeramTec AG Innovative Ceramic Engineering | Vielschichtaktor mit versetzt angeordneten Kontaktflächen gleich gepolter Innenelektroden für ihre Aussenelektrode |
| US7468112B2 (en) | 2001-04-18 | 2008-12-23 | Denso Corporation | Method of producing a ceramic laminate |
| JP2014049906A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-03-17 | Kyocera Corp | 圧電素子、音響発生器、音響発生装置及び電子機器 |
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