JPH0334383A - 積層セラミックス圧電アクチュエータ - Google Patents
積層セラミックス圧電アクチュエータInfo
- Publication number
- JPH0334383A JPH0334383A JP1169260A JP16926089A JPH0334383A JP H0334383 A JPH0334383 A JP H0334383A JP 1169260 A JP1169260 A JP 1169260A JP 16926089 A JP16926089 A JP 16926089A JP H0334383 A JPH0334383 A JP H0334383A
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- JP
- Japan
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- piezoelectric actuator
- electrodes
- laminated
- ceramic
- stripe
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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】
イ１発明の目的
〔産業上の利用分野〕
本発明は電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換し
たり、逆に機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換
する圧電性セラミックス素子に関し、特に複数のストラ
イプ状対向内部電極を有する積層セラミックス圧電アク
チュエータに関するものである。
たり、逆に機械的エネルギーを電気的エネルギーに変換
する圧電性セラミックス素子に関し、特に複数のストラ
イプ状対向内部電極を有する積層セラミックス圧電アク
チュエータに関するものである。
圧電性セラミックスの電界誘起歪を利用し、複数の内部
電極を有する積層型圧電アクチュエータは、精密ｘ−Ｙ
テーブルやプリンターヘッドのアクチュエータとして、
既に実用化されている。該積層型圧電アクチュエータ（
以下アクチュエータと称す）を基板に複数個並べ、個々
のアクチュエータを独立して駆動する事により可変形ミ
ラーや圧力分布センサー等への応用が考えられるが、多
数のアクチュエータを高密度に配列接着する事が困難で
あり、且つ個々のアクチュエータのリード線の処理も繁
雑であるという欠点がある。
電極を有する積層型圧電アクチュエータは、精密ｘ−Ｙ
テーブルやプリンターヘッドのアクチュエータとして、
既に実用化されている。該積層型圧電アクチュエータ（
以下アクチュエータと称す）を基板に複数個並べ、個々
のアクチュエータを独立して駆動する事により可変形ミ
ラーや圧力分布センサー等への応用が考えられるが、多
数のアクチュエータを高密度に配列接着する事が困難で
あり、且つ個々のアクチュエータのリード線の処理も繁
雑であるという欠点がある。
又、個々のアクチュエータの寸法のばらつきや接着装置
の厚みのばらつきの為、接着固定後機械加工により寸法
出しをする工程が必要となるという欠点がある。
の厚みのばらつきの為、接着固定後機械加工により寸法
出しをする工程が必要となるという欠点がある。
本ツロ明は上述の複数のアクチュエータを用いる場合の
欠点を解決する事を、技術課題として威されたもので、
可変形ミラーや圧力分布センサー等に応用できる加工が
簡単で安価なしかも信頼性の高い積層セラミックス圧電
アクチュエータを提供しようとするものである。
欠点を解決する事を、技術課題として威されたもので、
可変形ミラーや圧力分布センサー等に応用できる加工が
簡単で安価なしかも信頼性の高い積層セラミックス圧電
アクチュエータを提供しようとするものである。
口０発明の構成
〔課題を解決するための手段〕
本発明は互いに対向する複数の内部電極を有する圧電性
セラミックス積層体において、各々の内部電極が少なく
とも２つ以上のストライプ状に分割され、該ストライプ
電極が積層方向毎に各々外部電極と接続し、積層方向と
直行する面内で局所的に電気的及び機械的信号の入出力
が可能である構造を特徴とする積層セラミックス圧電ア
クチュエータを提供するものである。
セラミックス積層体において、各々の内部電極が少なく
とも２つ以上のストライプ状に分割され、該ストライプ
電極が積層方向毎に各々外部電極と接続し、積層方向と
直行する面内で局所的に電気的及び機械的信号の入出力
が可能である構造を特徴とする積層セラミックス圧電ア
クチュエータを提供するものである。
本発明による積層セラミックス圧電アクチュエータの内
部電極の構造を第１図、積層方向と直イテする面内の局
所的な駆動原理を第２図にそれぞれ示す。第１図（ａ）
及び第１図（ｂ）は、それぞれＸ、Ｙ方向に分割された
ストライプ状の内部電極（以下ストライプ電極１２と称
す）を示す。外部電極との接続スペースを確保する為に
端面への露出部はＸ、Ｙ方向とも１ストライプずつ対向
する端面に外部電極接続部１３として引き出せる様にな
っている。
部電極の構造を第１図、積層方向と直イテする面内の局
所的な駆動原理を第２図にそれぞれ示す。第１図（ａ）
及び第１図（ｂ）は、それぞれＸ、Ｙ方向に分割された
ストライプ状の内部電極（以下ストライプ電極１２と称
す）を示す。外部電極との接続スペースを確保する為に
端面への露出部はＸ、Ｙ方向とも１ストライプずつ対向
する端面に外部電極接続部１３として引き出せる様にな
っている。
該ストライプ電極の幅やストライプ電極間距離を調整す
る事により局所的な駆動の分解能を変化させる事が可能
である。又歪量や出力電圧等の電気機械変換性能は第１
図（ａ）、第１図（ｂ）の各ストライプ電極極の繰り返
し積層数や積層方向における電極間距離で調整する事が
可能である。
る事により局所的な駆動の分解能を変化させる事が可能
である。又歪量や出力電圧等の電気機械変換性能は第１
図（ａ）、第１図（ｂ）の各ストライプ電極極の繰り返
し積層数や積層方向における電極間距離で調整する事が
可能である。
第２図でＸ−ｍとＹ−ｎの外部電極２１に電圧を加えた
場合、ＸとＹが交差する部分、即ち局所的変形部２２の
みが圧電活性となり、圧電縦効果により歪を発生する。
場合、ＸとＹが交差する部分、即ち局所的変形部２２の
みが圧電活性となり、圧電縦効果により歪を発生する。
逆に不均一な圧力を加えた場合、圧電効果によりｘ、Ｙ
の各々の対応する出力からは圧力の大きさに応じた異な
る電圧出力が得られる。
の各々の対応する出力からは圧力の大きさに応じた異な
る電圧出力が得られる。
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
実施例Ｉ
Ｐｂ（Ｎｉ＋／Ｊｂ２／３）ｏ、 ５Ｔｉｏ３ｓＺｒｏ
、 ＋５０３の化学組成を有する圧電性セラミックスを
出発原料とした圧電セラミック板１１に厚膜積層法によ
り第２図に示す電極配置の大きさが５４Ｘ ５４＋ｕ、
厚み５開の積層セラミックス圧電アクチュエータを作製
した。内部のストライプ電極１２はＡｇ−Ｐｄ合金を用
い、各ストライプ電極１２の大きさは幅１０ｍｍ、長さ
５２ＩＩｍ、ストライプ電極１２間ギャップ０．５ｍ＋
ｓとした。又、積層方向でのストライプ電極間距離０．
１ｍｍで電極積層数は７０層とし、上下にダミーとして
電極の加工していない圧電セラミックス板１１を積層し
た。しかる後に端部に露出したストライプ電極上に銀メ
タライズして外部電極２１を形成した。外部電極２１Ｘ
−ｍ。
、 ＋５０３の化学組成を有する圧電性セラミックスを
出発原料とした圧電セラミック板１１に厚膜積層法によ
り第２図に示す電極配置の大きさが５４Ｘ ５４＋ｕ、
厚み５開の積層セラミックス圧電アクチュエータを作製
した。内部のストライプ電極１２はＡｇ−Ｐｄ合金を用
い、各ストライプ電極１２の大きさは幅１０ｍｍ、長さ
５２ＩＩｍ、ストライプ電極１２間ギャップ０．５ｍ＋
ｓとした。又、積層方向でのストライプ電極間距離０．
１ｍｍで電極積層数は７０層とし、上下にダミーとして
電極の加工していない圧電セラミックス板１１を積層し
た。しかる後に端部に露出したストライプ電極上に銀メ
タライズして外部電極２１を形成した。外部電極２１Ｘ
−ｍ。
Ｙ−ｎに１００Ｖの電圧を印加すると、局所的に１０μ
ｍの変位量が得られた。該積層セラミックス圧電アクチ
ュエータの５４Ｘ５４ｍ＋ａの面を表面粗さ仕上げ後、
銀鏡反応により光学的反射面を加工しミラーを作製した
。外部電極２１Ｘ−ｍ、Ｙ−ｎの各々に印加する電圧を
０〜１００Ｖ迄調整し、外周部の変位を１０μｍ、中心
部の変位をゼロにする事により、真球ではないが、曲率
半径が約６３ｍの凹面鏡が作られた。該積層セラミック
ス圧電アクチュエータは曲率半径を調整できる可変形ミ
ラーとしての性能が得られた。
ｍの変位量が得られた。該積層セラミックス圧電アクチ
ュエータの５４Ｘ５４ｍ＋ａの面を表面粗さ仕上げ後、
銀鏡反応により光学的反射面を加工しミラーを作製した
。外部電極２１Ｘ−ｍ、Ｙ−ｎの各々に印加する電圧を
０〜１００Ｖ迄調整し、外周部の変位を１０μｍ、中心
部の変位をゼロにする事により、真球ではないが、曲率
半径が約６３ｍの凹面鏡が作られた。該積層セラミック
ス圧電アクチュエータは曲率半径を調整できる可変形ミ
ラーとしての性能が得られた。
実施例−２
前記実施例−１と同様の材料構成、外径寸法でストライ
プ電極幅１ｍｍ、電極間ギャップ０．４ｍｍとし、積層
方向でのストライプ電極間距離０．０５ｍｍ、電極積層
数１００層の積層セラミックス圧電アクチュエータを作
製した。しかる後、外部電極Ｘ−ｍ、Ｙ−ｎをハイイン
ピーダンス電圧計に接続し、５４ Ｘ ５４ｍｎ＋の面
内の任意の箇所に数１０グラムの加重衝撃を加えた。そ
の結果、分解能約２ｍｍで加重箇所に対応するＸ−ｍ、
Ｙ−ｎより数ボルトの電圧出力が得られ、該積層セラミ
ックス圧電アクチュエータが加重圧力分布センサーとし
て充分実用に耐え得る性能が確認できた。
プ電極幅１ｍｍ、電極間ギャップ０．４ｍｍとし、積層
方向でのストライプ電極間距離０．０５ｍｍ、電極積層
数１００層の積層セラミックス圧電アクチュエータを作
製した。しかる後、外部電極Ｘ−ｍ、Ｙ−ｎをハイイン
ピーダンス電圧計に接続し、５４ Ｘ ５４ｍｎ＋の面
内の任意の箇所に数１０グラムの加重衝撃を加えた。そ
の結果、分解能約２ｍｍで加重箇所に対応するＸ−ｍ、
Ｙ−ｎより数ボルトの電圧出力が得られ、該積層セラミ
ックス圧電アクチュエータが加重圧力分布センサーとし
て充分実用に耐え得る性能が確認できた。
ハ１発明の効果
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、製造が容易で、か
つ可変形ミラーや圧力分布センサー等への応用が可能な
積層セラミックス圧電アクチュエータを安価に提供する
。
つ可変形ミラーや圧力分布センサー等への応用が可能な
積層セラミックス圧電アクチュエータを安価に提供する
。
第１図は本究明の一実施例の積層セラミックス圧電アク
チュエータの内部ストライプ電極の構造を示す図で、第
１図（ａ）、（ｂ）は互いに対向する２つのストライプ
電極を示す平面図である。 第２図は本発明による積層セラミックス圧電アクチュエ
ータの局所的、駆動原理を説明するための外観斜視図。 １１・・・圧電セラミックス板、１２・・−ストライプ
電極、１３・・・外部電極接続部、２１・・・外部電極
、２２・・・局所的変形部。 第１ＦＭ （ｂン 第２図
チュエータの内部ストライプ電極の構造を示す図で、第
１図（ａ）、（ｂ）は互いに対向する２つのストライプ
電極を示す平面図である。 第２図は本発明による積層セラミックス圧電アクチュエ
ータの局所的、駆動原理を説明するための外観斜視図。 １１・・・圧電セラミックス板、１２・・−ストライプ
電極、１３・・・外部電極接続部、２１・・・外部電極
、２２・・・局所的変形部。 第１ＦＭ （ｂン 第２図
Claims (1)
- １、互いに対向する複数の内部電極を有する圧電性セラ
ミックス積層体において、各々の内部電極が少なくとも
、２つ以上のストライプ状に分割され、該ストライプ電
極が積層方向毎に各々外部電極と接続し、積層方向と直
交する面内で、局所的に電気的及び機械的信号の入出力
が可能な構造を特徴とする積層セラミックス圧電アクチ
ュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1169260A JPH0334383A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | 積層セラミックス圧電アクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1169260A JPH0334383A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | 積層セラミックス圧電アクチュエータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0334383A true JPH0334383A (ja) | 1991-02-14 |
Family
ID=15883210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1169260A Pending JPH0334383A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | 積層セラミックス圧電アクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0334383A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5448240A (en) * | 1991-08-29 | 1995-09-05 | Alps Electric Co., Ltd. | Remote control input device |
| KR100558443B1 (ko) * | 2003-10-29 | 2006-03-10 | 삼성전기주식회사 | 저온 소성 세라믹 기판의 외부 단자 구조 및 그 형성방법 |
| US8638227B2 (en) | 2003-10-10 | 2014-01-28 | Shanghai Buddy Technological Co., Ltd. | Input device, input method and application of electronic combination lock |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63296286A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-12-02 | Tokin Corp | 積層形圧電アクチュエ−タ素子 |
-
1989
- 1989-06-29 JP JP1169260A patent/JPH0334383A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63296286A (ja) * | 1987-05-27 | 1988-12-02 | Tokin Corp | 積層形圧電アクチュエ−タ素子 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5448240A (en) * | 1991-08-29 | 1995-09-05 | Alps Electric Co., Ltd. | Remote control input device |
| US8638227B2 (en) | 2003-10-10 | 2014-01-28 | Shanghai Buddy Technological Co., Ltd. | Input device, input method and application of electronic combination lock |
| KR100558443B1 (ko) * | 2003-10-29 | 2006-03-10 | 삼성전기주식회사 | 저온 소성 세라믹 기판의 외부 단자 구조 및 그 형성방법 |
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