JPH03138986A - 電歪効果素子組立体 - Google Patents
電歪効果素子組立体Info
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- JPH03138986A JPH03138986A JP1276855A JP27685589A JPH03138986A JP H03138986 A JPH03138986 A JP H03138986A JP 1276855 A JP1276855 A JP 1276855A JP 27685589 A JP27685589 A JP 27685589A JP H03138986 A JPH03138986 A JP H03138986A
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- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
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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〕
本発明は電歪効果素子組立体に関し、特に圧電アクチュ
エータに用いられる電歪効果素子の構造に関する。
エータに用いられる電歪効果素子の構造に関する。
最近光または磁気ディスクヘッド、各種光学装置、精密
工作機械等の精密位置決め装置、その他機械的駆動素子
として圧電アクチュエータが極めて有望視されてきてい
る。
工作機械等の精密位置決め装置、その他機械的駆動素子
として圧電アクチュエータが極めて有望視されてきてい
る。
しかしながら、圧電効果による機械的変位は本質的に極
めて小さいのでアクチュエータの駆動源となるべき電歪
効果素子は、圧電セラミック部材と内部電極導体とを超
多重に積層して圧電の縦効果を高めた構造のものが通常
用いられている。すなわちこの電歪効果素子はペロブス
カイト結晶構造をもつ多成分固溶体セラミック粉末に有
機バインダーを混合してグリーンシート化し、その上に
銀電極導体層をペースト状に塗布した後、数十層に積層
して焼結したものである。積層体の側面には銀電極導体
層の端部が全層露出しており、くし歯形内部電極を形成
するために、銀電極導体層の端部を一方の側面において
一層おきに絶縁処理し他方の側面においては絶縁層が形
成されなかった銀電極導体層の端部を絶縁処理する。こ
こではガラス絶縁膜を形成する。そして銀電極導体層を
一層おきに交互に接続して二つのくし歯形内部電極を形
成し、外部から１００Ｖ程度の直流電圧を与えると約８
μｍの静的変位を容易に発生する。
めて小さいのでアクチュエータの駆動源となるべき電歪
効果素子は、圧電セラミック部材と内部電極導体とを超
多重に積層して圧電の縦効果を高めた構造のものが通常
用いられている。すなわちこの電歪効果素子はペロブス
カイト結晶構造をもつ多成分固溶体セラミック粉末に有
機バインダーを混合してグリーンシート化し、その上に
銀電極導体層をペースト状に塗布した後、数十層に積層
して焼結したものである。積層体の側面には銀電極導体
層の端部が全層露出しており、くし歯形内部電極を形成
するために、銀電極導体層の端部を一方の側面において
一層おきに絶縁処理し他方の側面においては絶縁層が形
成されなかった銀電極導体層の端部を絶縁処理する。こ
こではガラス絶縁膜を形成する。そして銀電極導体層を
一層おきに交互に接続して二つのくし歯形内部電極を形
成し、外部から１００Ｖ程度の直流電圧を与えると約８
μｍの静的変位を容易に発生する。
したがってｒてこ装置１との併用によって、本質的に極
めて小さい逆圧電効果の機械的変位の問題は一応解決さ
れている。
めて小さい逆圧電効果の機械的変位の問題は一応解決さ
れている。
しかしこの積層体から成る電歪効果素子は内部！極を形
成する金属に銀が使用されているので湿性雰囲気内にお
いてマイグレーションを生じ圧電セラミック部材の側面
を著しく汚染する。すなわち銀糸電極導体層の端部は積
層体の側面にすべて露出しているのでマイグレーション
を生じ易く、汚染された圧電セラミック部材の側面はそ
の絶縁特性を急激に低下せしめる。
成する金属に銀が使用されているので湿性雰囲気内にお
いてマイグレーションを生じ圧電セラミック部材の側面
を著しく汚染する。すなわち銀糸電極導体層の端部は積
層体の側面にすべて露出しているのでマイグレーション
を生じ易く、汚染された圧電セラミック部材の側面はそ
の絶縁特性を急激に低下せしめる。
そこで発明者らは特開昭６３−５６３５６号に開示して
いるように金属ケース等を用いて密封処理により湿気の
侵入を防止することにより信頼性を向上する事を提案し
ている。第３図にその電歪効果素子組立体の縦断面図を
示す。
いるように金属ケース等を用いて密封処理により湿気の
侵入を防止することにより信頼性を向上する事を提案し
ている。第３図にその電歪効果素子組立体の縦断面図を
示す。
１は上述した電歪効果素子であり、リード線２を外部電
極導体に半田すけで接続し、側面だけを樹脂で被覆しで
ある。
極導体に半田すけで接続し、側面だけを樹脂で被覆しで
ある。
ガラス端子からなるリード端子３が２個取り付けられて
いる断面この字形で円形のステンレスから成る金属部材
（下部）２の内側底面に電歪効果素子１が植立するよう
に接着剤で固定する。
いる断面この字形で円形のステンレスから成る金属部材
（下部）２の内側底面に電歪効果素子１が植立するよう
に接着剤で固定する。
次に、電歪効果素子１のリード線４と金属部材２に取り
付けられているリード端子３の内側の一端とを半田すけ
で接続する。
付けられているリード端子３の内側の一端とを半田すけ
で接続する。
次に、内径が電歪効果素子１の外形寸法より大きくかつ
金属部材２．６の内径と同一である材質がステンレスの
べローズ５を電歪効果素子１を包むように上方から取り
付け、さらに電歪効果素子１の上端部にもう一つの金属
部材（上方）６をかぶせ接着剤で電歪効果素子１の上端
面に固定する。
金属部材２．６の内径と同一である材質がステンレスの
べローズ５を電歪効果素子１を包むように上方から取り
付け、さらに電歪効果素子１の上端部にもう一つの金属
部材（上方）６をかぶせ接着剤で電歪効果素子１の上端
面に固定する。
次に、ベローズ５の両端を上下め金属部材６．２に全周
にわたりエレクトリックアーク溶接で溶接し密封を完了
させる。
にわたりエレクトリックアーク溶接で溶接し密封を完了
させる。
上述した従来の電歪効果素子組立体では電歪効果素子の
熱膨張は大きな負の係数を持っているのに対して金属部
材の熱膨張が大きいために電歪効果素子の端部を圧縮し
ているために、電歪効果素子組立体を周波数２００Ｈｚ
電圧をＯＶから１５０Ｖでの正弦波で１００回駆動する
と電歪効果素子の破断が見られた。
熱膨張は大きな負の係数を持っているのに対して金属部
材の熱膨張が大きいために電歪効果素子の端部を圧縮し
ているために、電歪効果素子組立体を周波数２００Ｈｚ
電圧をＯＶから１５０Ｖでの正弦波で１００回駆動する
と電歪効果素子の破断が見られた。
本発明の目的は、金属部材と電歪効果素子の熱膨張係数
の差に基き駆動時に発生する電歪効果素子の破断を防ぎ
、信頼性の優れた電歪効果素子組立体を提供することに
ある。
の差に基き駆動時に発生する電歪効果素子の破断を防ぎ
、信頼性の優れた電歪効果素子組立体を提供することに
ある。
本発明の電歪効果素子組立体は圧電セラミック部材と内
部電極導体層とを交互に積層した積層体と、前記積層体
の一方の端部に、前記積層体の外部電極導体とリード線
により接続された一対のリード端子を設けた金属部材が
、他方の端部に金属部材のみがそれぞれ固着され、これ
ら金属部材に筒状のべローズの両端を固着することによ
り前記積層体の側面が覆われた電歪効果素子組立体にお
いて、前記金属部材が熱膨張係数が５〜ＯＰＰＭ／℃の
材料を用いたことを特徴としている。
部電極導体層とを交互に積層した積層体と、前記積層体
の一方の端部に、前記積層体の外部電極導体とリード線
により接続された一対のリード端子を設けた金属部材が
、他方の端部に金属部材のみがそれぞれ固着され、これ
ら金属部材に筒状のべローズの両端を固着することによ
り前記積層体の側面が覆われた電歪効果素子組立体にお
いて、前記金属部材が熱膨張係数が５〜ＯＰＰＭ／℃の
材料を用いたことを特徴としている。
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
は本発明の一実施例を示す縦断面図である。
は本発明の一実施例を示す縦断面図である。
本実施例で用いる電歪効果素子組立体は従来例で述べた
ようにプロブスカイト結晶構造をもつ多成分固溶体セラ
ミック粉末に有機バインダーを混合してグリーンシート
化し、その上に銀電極導体層をペースト状に塗布した後
、数十層に積層して焼結したものである。積層体の側面
には銀電極導体層の端部が全層露出しており、くし歯形
内部電極を形成するために、銀電極導体層の端部を一方
の側面において一層おきに絶縁処理し他方の側面におい
ては絶縁層が形成されなかった銀電極導体層の端部を絶
縁処理する。ここではガラス絶縁膜を形成する。そして
銀電極導体層を一層おきに交互に接続して二つのくし歯
形内部電極を形成しである。
ようにプロブスカイト結晶構造をもつ多成分固溶体セラ
ミック粉末に有機バインダーを混合してグリーンシート
化し、その上に銀電極導体層をペースト状に塗布した後
、数十層に積層して焼結したものである。積層体の側面
には銀電極導体層の端部が全層露出しており、くし歯形
内部電極を形成するために、銀電極導体層の端部を一方
の側面において一層おきに絶縁処理し他方の側面におい
ては絶縁層が形成されなかった銀電極導体層の端部を絶
縁処理する。ここではガラス絶縁膜を形成する。そして
銀電極導体層を一層おきに交互に接続して二つのくし歯
形内部電極を形成しである。
１は上述した電歪効果素子であり、リード線２を外部電
極導体に半田すけで接続し、側面だけを樹脂で被覆しで
ある。
極導体に半田すけで接続し、側面だけを樹脂で被覆しで
ある。
この電歪効果素子のＯ〜１００’Ｃの範囲での熱膨張係
数は一６ＰＰＭ／’Ｃである。
数は一６ＰＰＭ／’Ｃである。
ガラス端子からなるリード端子３が２個取り付けられて
いる断面この字形で円形の熱膨張係数が０．８ＰＰＭ／
”Ｃであるスーパーインバースから成る金属部材（下部
）２の内側底面に電歪効果素子１が植立するように接着
剤で固定する。
いる断面この字形で円形の熱膨張係数が０．８ＰＰＭ／
”Ｃであるスーパーインバースから成る金属部材（下部
）２の内側底面に電歪効果素子１が植立するように接着
剤で固定する。
次に、電歪効果素子１のリード線４と金属部材２に取り
付けられているリード端子３の内側の一端とを半田すけ
で接続する。
付けられているリード端子３の内側の一端とを半田すけ
で接続する。
次に、内径が電歪効果素子１の外形寸法より大きくかつ
金属部材２．６の内径と同一である材質がステンレスの
べローズ５を電歪効果素子１を包むように上方から取り
付け、さらに電歪効果素子１の上端部に熱膨張係数が０
．８ＰＰＭ／°Ｃであるスーパーインバースから成るも
う一つの金属部材（上方〉６をかぶせ接着剤で電歪効果
素子１の上端面に固定する。
金属部材２．６の内径と同一である材質がステンレスの
べローズ５を電歪効果素子１を包むように上方から取り
付け、さらに電歪効果素子１の上端部に熱膨張係数が０
．８ＰＰＭ／°Ｃであるスーパーインバースから成るも
う一つの金属部材（上方〉６をかぶせ接着剤で電歪効果
素子１の上端面に固定する。
次に、ベローズ５の両端を上下の金属部材６．２に全周
にわたりエレクトリックアーク溶接で溶接し密封を完了
させる。
にわたりエレクトリックアーク溶接で溶接し密封を完了
させる。
このようにして製作した電歪効果素子組立体を周波数２
００Ｈｚ電圧を０■から１５０Ｖでの正弦波で１億回駆
動しても電歪効果素子の破断は見られなかった。
００Ｈｚ電圧を０■から１５０Ｖでの正弦波で１億回駆
動しても電歪効果素子の破断は見られなかった。
第２図は本発明の他の実施例の縦断面図である。第１の
実施例と異なる点は、金属部材の一部が熱膨張係数が０
．８ＰＰＭ／’Ｃであるスーパーインバースから成り、
残りの部分はステンレスから出来ている点である。
実施例と異なる点は、金属部材の一部が熱膨張係数が０
．８ＰＰＭ／’Ｃであるスーパーインバースから成り、
残りの部分はステンレスから出来ている点である。
この実施例の電歪効果素子組立体を第１の実施例と同一
条件で駆動した時も１億回駆動しても電歪効果素子の破
断は見られなかった。
条件で駆動した時も１億回駆動しても電歪効果素子の破
断は見られなかった。
なお上述した第１および第２の実施例で使用した金属材
料はスーパーインバースであったが、熱膨張係数が４．
５ＰＰＭ／℃である４２合金を用いても同様な効果があ
る。
料はスーパーインバースであったが、熱膨張係数が４．
５ＰＰＭ／℃である４２合金を用いても同様な効果があ
る。
以上説明したように本発明は金属部材に熱膨張係数が電
歪効果素子のそれに近い材料を用いることにより電歪効
果素子組立体の信頼性が向上する効果がある。
歪効果素子のそれに近い材料を用いることにより電歪効
果素子組立体の信頼性が向上する効果がある。
第１図は本発明の一実施例の電歪効果素子組立体の縦断
面図、第２図は本発明の他の実施例の電歪効果素子組立
体の縦断面図、第３図は従来の電歪効果素子組立体の一
例の縦断面図である。 １・・・電歪効果素子、２・・・金属部材（下部）、３
・・リード端子、４・・・リード線、５・・・ベローズ
、６・・・金属部材く上部〉、７・・・金属部材（下部
）ステンレス部分、８・・・金属部材（上部）ステンレ
ス部分。 惠１図
面図、第２図は本発明の他の実施例の電歪効果素子組立
体の縦断面図、第３図は従来の電歪効果素子組立体の一
例の縦断面図である。 １・・・電歪効果素子、２・・・金属部材（下部）、３
・・リード端子、４・・・リード線、５・・・ベローズ
、６・・・金属部材く上部〉、７・・・金属部材（下部
）ステンレス部分、８・・・金属部材（上部）ステンレ
ス部分。 惠１図
Claims (1)
- 圧電セラミック部材と内部電極導体層とを交互に積層
した積層体と、前記積層体の一方の端部に、前記積層体
の外部電極導体とリード線により接続された一対のリー
ド端子を設けた金属部材が、他方の端部に金属部材のみ
がそれぞれ固着され、これら金属部材に筒状のべローズ
の両端を固着することにより前記積層体の側面が覆われ
た電歪効果素子組立体において、前記金属部材の一部ま
たはすべてが熱膨張係数が５〜０ＰＰＭ／℃の材料から
なることを特徴とする電歪効果素子組立体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1276855A JP2536636B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 電歪効果素子組立体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1276855A JP2536636B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 電歪効果素子組立体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03138986A true JPH03138986A (ja) | 1991-06-13 |
| JP2536636B2 JP2536636B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=17575352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1276855A Expired - Fee Related JP2536636B2 (ja) | 1989-10-23 | 1989-10-23 | 電歪効果素子組立体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2536636B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5361053A (en) * | 1993-10-07 | 1994-11-01 | Unisia Jecs Corporation | Super magnetostriction type actuator |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119335U (ja) * | 1985-01-10 | 1986-07-28 | ||
| JPS6439664U (ja) * | 1987-09-02 | 1989-03-09 |
-
1989
- 1989-10-23 JP JP1276855A patent/JP2536636B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61119335U (ja) * | 1985-01-10 | 1986-07-28 | ||
| JPS6439664U (ja) * | 1987-09-02 | 1989-03-09 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5361053A (en) * | 1993-10-07 | 1994-11-01 | Unisia Jecs Corporation | Super magnetostriction type actuator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2536636B2 (ja) | 1996-09-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |