JPH05160459A - 積層型変位素子 - Google Patents
積層型変位素子Info
- Publication number
- JPH05160459A JPH05160459A JP3324183A JP32418391A JPH05160459A JP H05160459 A JPH05160459 A JP H05160459A JP 3324183 A JP3324183 A JP 3324183A JP 32418391 A JP32418391 A JP 32418391A JP H05160459 A JPH05160459 A JP H05160459A
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- electrodes
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- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】微動および粗動の大小２様の変位量の発生が可
能で、かつ外部電極とリード線が容易にかつ確実に接続
できる積層型変位素子を提供する。 【構成】外部電極の少なくとも一対を他の外部電極と接
続された内部電極側面上に絶縁物を介して延長する。
能で、かつ外部電極とリード線が容易にかつ確実に接続
できる積層型変位素子を提供する。 【構成】外部電極の少なくとも一対を他の外部電極と接
続された内部電極側面上に絶縁物を介して延長する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ−Ｙステージの精密
位置決め機構や制動ブレーキ等に使用する電気機械変換
素子に関するものであり、特に電気機械変換材料からな
る薄板を、内部電極を介して複数枚積層することによ
り、変位量を増大させた積層型変位素子の改良に関する
ものである。
位置決め機構や制動ブレーキ等に使用する電気機械変換
素子に関するものであり、特に電気機械変換材料からな
る薄板を、内部電極を介して複数枚積層することによ
り、変位量を増大させた積層型変位素子の改良に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】電気機械変換材料に電圧を印加すると変
位が発生するが、この電気機械変換材料を複数枚積層
し、変位量を増大させた素子が積層型変位素子である。
Ｘ−Ｙステージの精密位置決め機構や制動ブレーキ等に
用いている。この積層型変位素子の製造に、積層チップ
コンデンサーの製法を応用し、積層型変位素子を作製す
る方法が提案されている。すなわち例えば特公昭５９−
３２０４０１号公報に記載のように、原料粉末にバイン
ダーを添加、混練したペースト状の圧電セラミックス材
料を、所定の厚さの薄片に成形し、この薄片の一方の面
もしくは両面に銀・パラジウム等の導体材料を塗布して
内部電極を形成し、前記薄板を複数枚積層して圧着し、
更に所定の形状に加工した後、焼成することによりセラ
ミックス化し、積層体の両側面に外部電極を形成したも
のである。上記構成の積層型変位素子は、圧電セラミッ
クス材料からなる薄板と内部電極の接合密着性に優れて
いる。図５は上記従来の積層型変位素子の一例を示す要
部斜視図である。同図に示すように従来の積層型変位素
子は、圧電セラミック材料からなる薄板１，１の間に、
正負の内部電極２ａ，２ｂを交互に挟着して積層し、内
部電極２ａ，２ｂを各々外部電極４１ａ、４１ｂに接続
して構成するのである。上記従来の積層型変位素子は、
薄板１を多数枚積層することにより、比較的小さい印加
電圧によっても、大きな変位量が得られるという利点を
有する。しかしながら、近年のこの種の変位素子に対す
る要求は多様化し、例えば超精密加工における微細位置
決め装置の駆動等においては、同一の変位素子によって
粗動と微動の大小両用の変位を行い得るものが要求され
るようになってきた。このため、例えば、特開平1-2141
79号公報に記載のように、各々独立した外部電極を少な
くとも２対以上設け、大小２様の変位を同一の変位素子
で発生させる方法が開示されている。同素子の一例を図
６に示す。
位が発生するが、この電気機械変換材料を複数枚積層
し、変位量を増大させた素子が積層型変位素子である。
Ｘ−Ｙステージの精密位置決め機構や制動ブレーキ等に
用いている。この積層型変位素子の製造に、積層チップ
コンデンサーの製法を応用し、積層型変位素子を作製す
る方法が提案されている。すなわち例えば特公昭５９−
３２０４０１号公報に記載のように、原料粉末にバイン
ダーを添加、混練したペースト状の圧電セラミックス材
料を、所定の厚さの薄片に成形し、この薄片の一方の面
もしくは両面に銀・パラジウム等の導体材料を塗布して
内部電極を形成し、前記薄板を複数枚積層して圧着し、
更に所定の形状に加工した後、焼成することによりセラ
ミックス化し、積層体の両側面に外部電極を形成したも
のである。上記構成の積層型変位素子は、圧電セラミッ
クス材料からなる薄板と内部電極の接合密着性に優れて
いる。図５は上記従来の積層型変位素子の一例を示す要
部斜視図である。同図に示すように従来の積層型変位素
子は、圧電セラミック材料からなる薄板１，１の間に、
正負の内部電極２ａ，２ｂを交互に挟着して積層し、内
部電極２ａ，２ｂを各々外部電極４１ａ、４１ｂに接続
して構成するのである。上記従来の積層型変位素子は、
薄板１を多数枚積層することにより、比較的小さい印加
電圧によっても、大きな変位量が得られるという利点を
有する。しかしながら、近年のこの種の変位素子に対す
る要求は多様化し、例えば超精密加工における微細位置
決め装置の駆動等においては、同一の変位素子によって
粗動と微動の大小両用の変位を行い得るものが要求され
るようになってきた。このため、例えば、特開平1-2141
79号公報に記載のように、各々独立した外部電極を少な
くとも２対以上設け、大小２様の変位を同一の変位素子
で発生させる方法が開示されている。同素子の一例を図
６に示す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図６において微動用の
外部電極４２ａ、４２ｂは数層の内部電極としか接続し
ていない。それゆえ外部電極の長さが１ｍｍ以下と非常
に短く、外部電極面積が狭くなるため、外部電極とリー
ド線との接続が極めて困難である。さらに素子の取扱い
中、あるいは駆動中にリード線が取れる等の問題点が生
じた。本発明は、上記従来の積層型変位素子に存在する
問題点を解決し、構造が簡単であるとともに信頼性の高
い大小２様の変位量の発生が可能な積層型変位素子を提
供することを目的とする。
外部電極４２ａ、４２ｂは数層の内部電極としか接続し
ていない。それゆえ外部電極の長さが１ｍｍ以下と非常
に短く、外部電極面積が狭くなるため、外部電極とリー
ド線との接続が極めて困難である。さらに素子の取扱い
中、あるいは駆動中にリード線が取れる等の問題点が生
じた。本発明は、上記従来の積層型変位素子に存在する
問題点を解決し、構造が簡単であるとともに信頼性の高
い大小２様の変位量の発生が可能な積層型変位素子を提
供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明においては、電気機械変換材料からなる薄板
を、この薄板と略同一の内部電極を介して複数枚積層し
てなる積層体を形成するとともに、この積層体の側面に
前記内部電極と交互に一層おきに接続して対を形成する
外部電極が各々独立に少なくとも２対以上設けた積層型
変位素子において、前記外部電極の内少なくとも１対が
他の外部電極と接続された内部電極側面上に絶縁物を介
して延長する、という技術的手段、さらに正極側外部電
極は各々独立に２本以上設け、かつ負極側外部電極は共
通とし、前記正極側外部電極の内少なくとも１本が他の
正極側外部電極と接続された内部電極側面上に絶縁物を
介して延長する、という技術的手段を採用した。
に、本発明においては、電気機械変換材料からなる薄板
を、この薄板と略同一の内部電極を介して複数枚積層し
てなる積層体を形成するとともに、この積層体の側面に
前記内部電極と交互に一層おきに接続して対を形成する
外部電極が各々独立に少なくとも２対以上設けた積層型
変位素子において、前記外部電極の内少なくとも１対が
他の外部電極と接続された内部電極側面上に絶縁物を介
して延長する、という技術的手段、さらに正極側外部電
極は各々独立に２本以上設け、かつ負極側外部電極は共
通とし、前記正極側外部電極の内少なくとも１本が他の
正極側外部電極と接続された内部電極側面上に絶縁物を
介して延長する、という技術的手段を採用した。
【０００５】
【作用】リード線を接続する外部電極面積が大きくなる
ので確実に外部電極とリード線を接続することが可能と
なり、構造が簡単で大小２様の変位量の発生が可能な、
しかも信頼性の高い素子を提供することが可能となる。
ので確実に外部電極とリード線を接続することが可能と
なり、構造が簡単で大小２様の変位量の発生が可能な、
しかも信頼性の高い素子を提供することが可能となる。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す要部斜視図であ
り、同一部分は前記図５と同一の参照符号で示す。図１
において４１ａと４１ｂおよび４２ａと４２ｂは、各々
独立に構成した外部電極であり、添字ａ，ｂに対応する
外部電極は各々内部電極２ａ，２ｂと接続する。なお外
部電極４１ａ、４１ｂに接続する内部電極２ａ，２ｂの
枚数は外部電極４２ａ、４２ｂに接続する内部電極２
ａ，２ｂの枚数より大に形成する。例えば外部電極４１
ａ、４１ｂに接続する内部電極２ａ，２ｂ間に存在する
薄板１を９５層とし、他の外部電極４２ａ、４２ｂに接
続する内部電極２ａ，２ｂ間に存在する薄板１を５層と
なるように構成し、前者を粗動用、後者を微動用とす
る。この場合、薄板１の寸法を１０×１０×０．１ｍｍ
とすると、微動用の薄板の厚みは５層で０．５ｍｍしか
ない。そこで外部電極面積を大きくしリード線とのハン
ダ接続を容易にするために外部電極４２ａおよび４２ｂ
を絶縁物５ａおよび５ｂを介して延長し、リード線接続
部を確保してリード線７２ａ，７２ｂを接続する。この
場合、外部電極４２ａ、４２ｂを３ｍｍ延長した。当然
のことながら、外部電極４２ａおよび４２ｂの延長部分
は絶縁物５ａおよび５ｂ上に形成するので絶縁物下の内
部電極とは電気的に独立である。以上の構成により、微
動用外部電極とリード線を確実に接続することが可能と
なる。図２および図３は各々本発明の他の実施例を示す
要部斜視図であり、同一部分は図１と同一の参照符号で
示す。まず、図２において、内部電極２ａ，２ｂは薄板
１の表面全域に及ぶように形成して、所要枚数を前記同
様に積層する。次に上記のようにして形成した積層体の
一側面において、内部電極２ａ，２ｂの端縁に一層おき
に（例えば内部電極２ｂのみに）絶縁材料からなる被覆
６を設けると共に、被覆６の上から導電材料からなる外
部電極４１ａ，４２ａを被着させる。この時微動用の外
部電極４２ａを絶縁物５ａを介して延長して形成する。
次に図３の実施例では、薄板１の積層方向に絶縁物５ａ
を設け、この絶縁物に内部電極の一層ごとに機械的な溝
８を設け、その上から外部電極４１ａ，４２ａを被着さ
せる。この時、前記実施例と同様に微動側の外部電極で
ある４２ａを絶縁物５ａを介して延長して形成する。な
お、図２および図３に示す全面電極型の変位素子におい
ては、非変位部分が存在しないため、前記図１に示す交
互電極型素子より圧電変位効率が高いという利点があ
る。図４は本発明の他の実施例を示す要部斜視図であ
り、同一部分は図１と同じ参照符号で示す。図４では、
図１の実施例において独立に設けた負極側外部電極を共
通の外部電極７１ｂとしたもので、リード線と外部電極
の接続をさらに容易に、しかも確実にしたものである。
負極側外部電極を共通の１本の外部電極とし、作成を容
易にかつ信頼性を高めた本実施例は図２および図３に示
す実施例の素子においても適用できることは当然であ
る。
り、同一部分は前記図５と同一の参照符号で示す。図１
において４１ａと４１ｂおよび４２ａと４２ｂは、各々
独立に構成した外部電極であり、添字ａ，ｂに対応する
外部電極は各々内部電極２ａ，２ｂと接続する。なお外
部電極４１ａ、４１ｂに接続する内部電極２ａ，２ｂの
枚数は外部電極４２ａ、４２ｂに接続する内部電極２
ａ，２ｂの枚数より大に形成する。例えば外部電極４１
ａ、４１ｂに接続する内部電極２ａ，２ｂ間に存在する
薄板１を９５層とし、他の外部電極４２ａ、４２ｂに接
続する内部電極２ａ，２ｂ間に存在する薄板１を５層と
なるように構成し、前者を粗動用、後者を微動用とす
る。この場合、薄板１の寸法を１０×１０×０．１ｍｍ
とすると、微動用の薄板の厚みは５層で０．５ｍｍしか
ない。そこで外部電極面積を大きくしリード線とのハン
ダ接続を容易にするために外部電極４２ａおよび４２ｂ
を絶縁物５ａおよび５ｂを介して延長し、リード線接続
部を確保してリード線７２ａ，７２ｂを接続する。この
場合、外部電極４２ａ、４２ｂを３ｍｍ延長した。当然
のことながら、外部電極４２ａおよび４２ｂの延長部分
は絶縁物５ａおよび５ｂ上に形成するので絶縁物下の内
部電極とは電気的に独立である。以上の構成により、微
動用外部電極とリード線を確実に接続することが可能と
なる。図２および図３は各々本発明の他の実施例を示す
要部斜視図であり、同一部分は図１と同一の参照符号で
示す。まず、図２において、内部電極２ａ，２ｂは薄板
１の表面全域に及ぶように形成して、所要枚数を前記同
様に積層する。次に上記のようにして形成した積層体の
一側面において、内部電極２ａ，２ｂの端縁に一層おき
に（例えば内部電極２ｂのみに）絶縁材料からなる被覆
６を設けると共に、被覆６の上から導電材料からなる外
部電極４１ａ，４２ａを被着させる。この時微動用の外
部電極４２ａを絶縁物５ａを介して延長して形成する。
次に図３の実施例では、薄板１の積層方向に絶縁物５ａ
を設け、この絶縁物に内部電極の一層ごとに機械的な溝
８を設け、その上から外部電極４１ａ，４２ａを被着さ
せる。この時、前記実施例と同様に微動側の外部電極で
ある４２ａを絶縁物５ａを介して延長して形成する。な
お、図２および図３に示す全面電極型の変位素子におい
ては、非変位部分が存在しないため、前記図１に示す交
互電極型素子より圧電変位効率が高いという利点があ
る。図４は本発明の他の実施例を示す要部斜視図であ
り、同一部分は図１と同じ参照符号で示す。図４では、
図１の実施例において独立に設けた負極側外部電極を共
通の外部電極７１ｂとしたもので、リード線と外部電極
の接続をさらに容易に、しかも確実にしたものである。
負極側外部電極を共通の１本の外部電極とし、作成を容
易にかつ信頼性を高めた本実施例は図２および図３に示
す実施例の素子においても適用できることは当然であ
る。
【０００７】以上の実施例では、粗動用と微動用とに対
応する独立構成の外部電極を２対設けた例を示すが、設
置すべき対の数は適宜選定することができると共に、こ
れらの外部電極によって駆動される薄板の数を選定すれ
ば、任意の割合の変位量を得ることができる。また、本
実施例では粗動用と微動用の外部電極を同一面に設ける
例を示したが、粗動用と微動用の外部電極を別々の面に
設けることもでき、この場合外部電極の煩雑さがなくな
るため信頼性が向上する。さらに別々の面に設けた外部
電極の幅あるいは延長距離を拡大すればさらに信頼性は
向上する。
応する独立構成の外部電極を２対設けた例を示すが、設
置すべき対の数は適宜選定することができると共に、こ
れらの外部電極によって駆動される薄板の数を選定すれ
ば、任意の割合の変位量を得ることができる。また、本
実施例では粗動用と微動用の外部電極を同一面に設ける
例を示したが、粗動用と微動用の外部電極を別々の面に
設けることもでき、この場合外部電極の煩雑さがなくな
るため信頼性が向上する。さらに別々の面に設けた外部
電極の幅あるいは延長距離を拡大すればさらに信頼性は
向上する。
【０００８】
【発明の効果】本発明は以上のような構成および作用で
あるから、比較的簡単な構成であるにも拘らず、同一の
素子において、同一の駆動用電圧によっても異なる変位
量を示し、しかもリード線が確実に接続された信頼性の
高い素子を提供することが出来る。
あるから、比較的簡単な構成であるにも拘らず、同一の
素子において、同一の駆動用電圧によっても異なる変位
量を示し、しかもリード線が確実に接続された信頼性の
高い素子を提供することが出来る。
【図１】 図１は本発明の実施例の積層型変位素子の一
例を示す要部斜視図である。
例を示す要部斜視図である。
【図２】図２は本発明の別の実施例の積層型変位素子の
要部斜視図である。
要部斜視図である。
【図３】図３は本発明の別の実施例の積層型変位素子の
要部斜視図である。
要部斜視図である。
【図４】図４は本発明の別の実施例の積層型変位素子の
要部斜視図である。
要部斜視図である。
【図５】図５は従来の積層型変位素子の要部斜視図であ
る。
る。
【図６】図６は従来の積層型変位素子の要部斜視図であ
る。
る。
１ 圧電セラミックス薄板 ２ａ 内部電極 ２ｂ 内部電極 ４１ａ 外部電極 ４２ａ 外部電極 ４１ｂ 外部電極 ４２ｂ 外部電極 ５ 絶縁物 ６ 絶縁被覆 ７１ａ リード線 ７２ａ リード線 ７１ｂ リード線 ７２ｂ リード線 ８ 溝
Claims (2)
- 【請求項１】 電気機械変換材料からなる薄板を、この
薄板と略同一の内部電極を介して複数枚積層してなる積
層体を形成するとともに、この積層体の側面に前記内部
電極と交互に一層おきに接続して対を形成する外部電極
が各々独立に少なくとも２対以上設けた積層型変位素子
において、前記外部電極の内少なくとも１対が他の外部
電極と接続された内部電極側面上に絶縁物を介して延長
されたことを特徴とする積層型変位素子。 - 【請求項２】 正極側外部電極は各々独立に２本以上設
け、かつ負極側外部電極は共通とし、前記正極側外部電
極の内少なくとも１本が他の正極側外部電極と接続され
た内部電極側面上に絶縁物を介して延長されたことを特
徴とする請求項１の積層型変位素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3324183A JPH05160459A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 積層型変位素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3324183A JPH05160459A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 積層型変位素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160459A true JPH05160459A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18163012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3324183A Pending JPH05160459A (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 積層型変位素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05160459A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5900790A (en) * | 1996-08-05 | 1999-05-04 | Murata Manuafacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator, manufacturing method therefor, and electronic component using the piezoelectric resonator |
| US5912600A (en) * | 1996-08-27 | 1999-06-15 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and electronic component containing same |
| US5912601A (en) * | 1996-07-18 | 1999-06-15 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Piezoelectric resonator and electronic component containing same |
| US5925974A (en) * | 1996-08-06 | 1999-07-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric component |
| US5925971A (en) * | 1996-09-12 | 1999-07-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and electronic component containing same |
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| US5932951A (en) * | 1996-07-26 | 1999-08-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and electronic component containing same |
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| US5962956A (en) * | 1996-11-28 | 1999-10-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and electronic component containing same |
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| US6064142A (en) * | 1996-10-23 | 2000-05-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric resonator and electronic component containing same |
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| US20130342083A1 (en) * | 2010-12-22 | 2013-12-26 | Epcos Ag | Actuator, actuator system, and control of an actuator |
| US20140001920A1 (en) * | 2010-12-22 | 2014-01-02 | Epcos Ag | Actuator, actuator system and actuation of an actuator |
-
1991
- 1991-12-09 JP JP3324183A patent/JPH05160459A/ja active Pending
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