JPH06296049A - 積層型圧電電歪装置 - Google Patents
積層型圧電電歪装置Info
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- JPH06296049A JPH06296049A JP5106063A JP10606393A JPH06296049A JP H06296049 A JPH06296049 A JP H06296049A JP 5106063 A JP5106063 A JP 5106063A JP 10606393 A JP10606393 A JP 10606393A JP H06296049 A JPH06296049 A JP H06296049A
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Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 繰り返し作動させたときにも、クラックや層
間剥離等を生じることのない、耐久性に優れた積層型圧
電電歪装置を提供する。 【構成】 複数の圧電電歪材と内部電極とを交互に積層
してなり、一対の対向側面に、導電体粉末が分散したシ
リコンゴムからなる外部電極３を有し、内部電極の露出
部の一部又は全部がシリコンゴム系の絶縁材４によって
覆われた積層型圧電電歪装置１である。
間剥離等を生じることのない、耐久性に優れた積層型圧
電電歪装置を提供する。 【構成】 複数の圧電電歪材と内部電極とを交互に積層
してなり、一対の対向側面に、導電体粉末が分散したシ
リコンゴムからなる外部電極３を有し、内部電極の露出
部の一部又は全部がシリコンゴム系の絶縁材４によって
覆われた積層型圧電電歪装置１である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層型圧電電歪装置に
関し、特に精密工作機器における位置決め、流量制御バ
ルブ、自動車のブレーキ装置等に使用するアクチュエー
タに好適な積層型圧電電歪装置に関する。
関し、特に精密工作機器における位置決め、流量制御バ
ルブ、自動車のブレーキ装置等に使用するアクチュエー
タに好適な積層型圧電電歪装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】電界を
加えると機械的な歪みを生じる性質を有する物質は、一
般に圧電材料または圧電電歪材料と呼ばれ、電気機械変
換素子として、バイモルフ、圧電着火素子、超音波振動
子、圧電ブザー、セラミックフィルター等に広く利用さ
れている。
加えると機械的な歪みを生じる性質を有する物質は、一
般に圧電材料または圧電電歪材料と呼ばれ、電気機械変
換素子として、バイモルフ、圧電着火素子、超音波振動
子、圧電ブザー、セラミックフィルター等に広く利用さ
れている。
【０００３】その圧電電歪材料を用いて圧電（電歪）効
果を顕著にした積層型圧電電歪装置が一般的に使用され
ている。従来の積層型圧電電歪装置の一例を図４に示
す。積層型圧電電歪装置１は、複数の内部電極22と圧電
電歪材21とを交互に積層した積層体２と、積層体２の一
対の対向側面に形成された外部電極３と、外部電極３と
内部電極22とを非接触にすべき部位に形成された絶縁材
４とからなる。
果を顕著にした積層型圧電電歪装置が一般的に使用され
ている。従来の積層型圧電電歪装置の一例を図４に示
す。積層型圧電電歪装置１は、複数の内部電極22と圧電
電歪材21とを交互に積層した積層体２と、積層体２の一
対の対向側面に形成された外部電極３と、外部電極３と
内部電極22とを非接触にすべき部位に形成された絶縁材
４とからなる。
【０００４】この積層型圧電電歪装置１に電圧を印加し
たときの状態を図５に示す。積層型圧電電歪装置１は圧
電効果によりｚ軸方向に歪もうとするが、絶縁材４は通
常ガラス系又はエポキシ系のものが使用されるため、絶
縁材４を有する対向側面は絶縁材４によってクランプさ
れ、積層型圧電電歪装置１のｘ軸方向中央部が盛り上が
る。圧電電歪材21はセラミックからなり剛性が高いた
め、上記のように変形するとクランプ部に応力が集中
し、繰り返し作動させたときにクラックや層間剥離等が
発生するおそれがある。
たときの状態を図５に示す。積層型圧電電歪装置１は圧
電効果によりｚ軸方向に歪もうとするが、絶縁材４は通
常ガラス系又はエポキシ系のものが使用されるため、絶
縁材４を有する対向側面は絶縁材４によってクランプさ
れ、積層型圧電電歪装置１のｘ軸方向中央部が盛り上が
る。圧電電歪材21はセラミックからなり剛性が高いた
め、上記のように変形するとクランプ部に応力が集中
し、繰り返し作動させたときにクラックや層間剥離等が
発生するおそれがある。
【０００５】したがって、本発明の目的は、繰り返し作
動させたときにも、クラックや層間剥離等を生じること
のない、耐久性に優れた積層型圧電電歪装置を提供する
ことである。
動させたときにも、クラックや層間剥離等を生じること
のない、耐久性に優れた積層型圧電電歪装置を提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく鋭
意研究の結果、本発明者らは、積層型圧電電歪装置にお
いて、導電体粉末を分散させたシリコンゴムを外部電極
に用い、絶縁材にシリコンゴム系のものを用いれば、電
圧を印加したときにも絶縁材及び外部電極は積層体とと
もに変形するため、積層体における応力の集中がなく、
もって耐久性に優れた積層型圧電電歪装置を得ることが
できることを発見し、本発明を完成した。
意研究の結果、本発明者らは、積層型圧電電歪装置にお
いて、導電体粉末を分散させたシリコンゴムを外部電極
に用い、絶縁材にシリコンゴム系のものを用いれば、電
圧を印加したときにも絶縁材及び外部電極は積層体とと
もに変形するため、積層体における応力の集中がなく、
もって耐久性に優れた積層型圧電電歪装置を得ることが
できることを発見し、本発明を完成した。
【０００７】すなわち、複数の圧電電歪材と内部電極と
を交互に積層してなり、一対の対向側面に外部電極を有
する本発明の積層型圧電電歪装置は、前記外部電極が導
電体粉末を分散させたシリコンゴムからなり、前記内部
電極の露出部の一部又は全部がシリコンゴム系の絶縁材
によって覆われたことを特徴とする。
を交互に積層してなり、一対の対向側面に外部電極を有
する本発明の積層型圧電電歪装置は、前記外部電極が導
電体粉末を分散させたシリコンゴムからなり、前記内部
電極の露出部の一部又は全部がシリコンゴム系の絶縁材
によって覆われたことを特徴とする。
【０００８】
【実施例及び作用】以下、添付図面を参照して本発明を
詳細に説明する。図１は本発明の一実施例による積層型
圧電電歪装置を示す概略斜視図であり、図２は図１の線
分Ａ−Ａに沿った断面図である。本発明の積層型圧電電
歪装置１は、複数の圧電電歪材21と内部電極22とを交互
に積層した積層体２と、その積層体２の一対の対向側面
に形成された外部電極３と、外部電極３と内部電極22と
の接点以外の側面全周に形成された絶縁材４とからな
る。
詳細に説明する。図１は本発明の一実施例による積層型
圧電電歪装置を示す概略斜視図であり、図２は図１の線
分Ａ−Ａに沿った断面図である。本発明の積層型圧電電
歪装置１は、複数の圧電電歪材21と内部電極22とを交互
に積層した積層体２と、その積層体２の一対の対向側面
に形成された外部電極３と、外部電極３と内部電極22と
の接点以外の側面全周に形成された絶縁材４とからな
る。
【０００９】以下、本発明の積層型圧電電歪装置を詳細
に説明する。 〔１〕構成 (a) 圧電電歪材 圧電電歪材21としては、Pb−Nb−Zr−Sn−Ti（ＰＮＺＳ
Ｔ）系酸化物、Pb(Zr,Ti)O3 （ＰＺＴ）系酸化物、Pb−
La−Zr−Ti（ＰＬＺＴ）系酸化物、Pb−Mg−Nb−PbTiＯ
3 （ＰＭＮＰＴ）系酸化物等の圧電セラミック材（セラ
ミックシート）を使用することができるが、これらに限
定されず、圧電電歪効果を示すものであれば他のものを
使用してもよい。積層する圧電電歪材21の厚みは10〜25
0 μｍとするのが好ましく、さらに好ましくは100 μｍ
程度とする。
に説明する。 〔１〕構成 (a) 圧電電歪材 圧電電歪材21としては、Pb−Nb−Zr−Sn−Ti（ＰＮＺＳ
Ｔ）系酸化物、Pb(Zr,Ti)O3 （ＰＺＴ）系酸化物、Pb−
La−Zr−Ti（ＰＬＺＴ）系酸化物、Pb−Mg−Nb−PbTiＯ
3 （ＰＭＮＰＴ）系酸化物等の圧電セラミック材（セラ
ミックシート）を使用することができるが、これらに限
定されず、圧電電歪効果を示すものであれば他のものを
使用してもよい。積層する圧電電歪材21の厚みは10〜25
0 μｍとするのが好ましく、さらに好ましくは100 μｍ
程度とする。
【００１０】(b) 内部電極 内部電極22は、白金、銀、パラジウム、銀−パラジウム
合金等の貴金属類により形成するが、好ましくは白金を
用いる。内部電極22の厚さは１〜10μｍとするのが好ま
しく、さらに好ましくは５μｍ程度とする。
合金等の貴金属類により形成するが、好ましくは白金を
用いる。内部電極22の厚さは１〜10μｍとするのが好ま
しく、さらに好ましくは５μｍ程度とする。
【００１１】(c) 絶縁材 本発明における絶縁材４としては、絶縁性に優れるとと
もに変形抵抗の小さいシリコンゴム系の接着剤を使用す
るのが好ましい。シリコンゴム系接着剤は、シリコンゴ
ムにフィラー及び架橋剤を混入したものを用いる。シリ
コンゴムの量は、シリコンゴム＋フィラー＋架橋剤を10
0 重量％としたときに、40〜80重量％であるのが好まし
い。フィラーは粒状のSiO 2 やAl2 O 3 等を用いればよ
く、絶縁材４を均一した薄膜とするために加える。フィ
ラーの粒径は５〜100 μｍであるのが好ましく、フィラ
ーの好ましい含有量は15〜58重量％である。架橋剤とし
ては、ハイドロジェンシラン、シラノール、アルコキシ
シラン、アセトキシシラン、オキシムシラン、エノキシ
シラン、アミノシラン、アミドシラン、アミノキシシラ
ン等を使用するのが好ましく、その含有量は２〜５重量
％であるのが好ましい。
もに変形抵抗の小さいシリコンゴム系の接着剤を使用す
るのが好ましい。シリコンゴム系接着剤は、シリコンゴ
ムにフィラー及び架橋剤を混入したものを用いる。シリ
コンゴムの量は、シリコンゴム＋フィラー＋架橋剤を10
0 重量％としたときに、40〜80重量％であるのが好まし
い。フィラーは粒状のSiO 2 やAl2 O 3 等を用いればよ
く、絶縁材４を均一した薄膜とするために加える。フィ
ラーの粒径は５〜100 μｍであるのが好ましく、フィラ
ーの好ましい含有量は15〜58重量％である。架橋剤とし
ては、ハイドロジェンシラン、シラノール、アルコキシ
シラン、アセトキシシラン、オキシムシラン、エノキシ
シラン、アミノシラン、アミドシラン、アミノキシシラ
ン等を使用するのが好ましく、その含有量は２〜５重量
％であるのが好ましい。
【００１２】本実施例では、積層型圧電電歪装置１に電
圧を印加した際に、側面に露出した内部電極22から放電
するのを防止するため、外部電極３と内部電極22との接
点以外の側面全周にわたって絶縁材４をコートしている
が、放電のおそれがない場合は、従来通り外部電極３と
非接触にすべき内部電極22の露出部のみにコートしても
よい。絶縁材４の厚さは、50〜1000μｍとするのが好ま
しく、さらに好ましくは、200 μｍ程度とする。
圧を印加した際に、側面に露出した内部電極22から放電
するのを防止するため、外部電極３と内部電極22との接
点以外の側面全周にわたって絶縁材４をコートしている
が、放電のおそれがない場合は、従来通り外部電極３と
非接触にすべき内部電極22の露出部のみにコートしても
よい。絶縁材４の厚さは、50〜1000μｍとするのが好ま
しく、さらに好ましくは、200 μｍ程度とする。
【００１３】(d) 外部電極 外部電極３は、絶縁材４で使用したのと同様のシリコン
ゴム系の接着剤に金属粉末を加えたものが好ましい。金
属粉末としては、銅、銀、ニッケル、あるいはそれらの
混合物からなる粉末を使用するのが好ましい。金属粉末
の粒径は、10〜50μｍが好ましい。また、金属粉末の含
有量は、シリコンゴム系接着剤100 重量％に対して、20
〜100 重量％とするのが好ましい。絶縁材４上に形成す
る外部電極３の厚さは200 μｍ程度とするのが好まし
い。
ゴム系の接着剤に金属粉末を加えたものが好ましい。金
属粉末としては、銅、銀、ニッケル、あるいはそれらの
混合物からなる粉末を使用するのが好ましい。金属粉末
の粒径は、10〜50μｍが好ましい。また、金属粉末の含
有量は、シリコンゴム系接着剤100 重量％に対して、20
〜100 重量％とするのが好ましい。絶縁材４上に形成す
る外部電極３の厚さは200 μｍ程度とするのが好まし
い。
【００１４】シリコンゴムは前述したように変形抵抗が
小さいため、積層型圧電電歪装置１に電圧を印加したと
き、絶縁材４及び外部電極３は積層体２とともに変形す
る。そのため、従来ように絶縁材４及び外部電極３が積
層体２をクランプすることはなく、積層体２における応
力の集中を防止することができる。また、シリコンゴム
はレジリエンスが大きいため、電圧の印加を停止した際
にも、絶縁材４及び外部電極３は積層体２とともに元の
状態に戻りやすく、繰り返しの作動に耐えうる。さら
に、シリコンゴムは温度による性質の変化が小さいた
め、広範囲にわたる温度下で本発明の積層型圧電電歪装
置１を使用することができる。
小さいため、積層型圧電電歪装置１に電圧を印加したと
き、絶縁材４及び外部電極３は積層体２とともに変形す
る。そのため、従来ように絶縁材４及び外部電極３が積
層体２をクランプすることはなく、積層体２における応
力の集中を防止することができる。また、シリコンゴム
はレジリエンスが大きいため、電圧の印加を停止した際
にも、絶縁材４及び外部電極３は積層体２とともに元の
状態に戻りやすく、繰り返しの作動に耐えうる。さら
に、シリコンゴムは温度による性質の変化が小さいた
め、広範囲にわたる温度下で本発明の積層型圧電電歪装
置１を使用することができる。
【００１５】〔２〕製造方法 (a) 圧電電歪材の製造 目的の組成に合致するように原料を秤量し、エタノール
等の溶媒を用いてボールミル等により混合した後、乾燥
及び仮焼成する。この仮焼成は二度行うのが好ましい。
また、二度目の仮焼成で得られたものをもう一度エタノ
ール等の溶媒を用いてボールミルにより混合するのが好
ましい。これによって得られた粉末を乾燥し、圧電電歪
材21を形成する原料（以下仮焼粉末と呼ぶ）とする。
等の溶媒を用いてボールミル等により混合した後、乾燥
及び仮焼成する。この仮焼成は二度行うのが好ましい。
また、二度目の仮焼成で得られたものをもう一度エタノ
ール等の溶媒を用いてボールミルにより混合するのが好
ましい。これによって得られた粉末を乾燥し、圧電電歪
材21を形成する原料（以下仮焼粉末と呼ぶ）とする。
【００１６】次に、上述の仮焼粉末を用いて圧電電歪材
21のグリーンシートを製造する。まず、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールn-ブチ
ルエーテル等の溶媒と、ブチルフタリルブチルグリコー
ル等の可塑剤とを混合し、これに、乾燥した仮焼粉体を
加え撹拌混合する。この混合物にポリビニルブチラール
等のバインダー成分を加え、加熱しながら撹拌混合す
る。得られた溶液をフィルタリングした後、脱泡してス
ラリーとする。
21のグリーンシートを製造する。まず、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールn-ブチ
ルエーテル等の溶媒と、ブチルフタリルブチルグリコー
ル等の可塑剤とを混合し、これに、乾燥した仮焼粉体を
加え撹拌混合する。この混合物にポリビニルブチラール
等のバインダー成分を加え、加熱しながら撹拌混合す
る。得られた溶液をフィルタリングした後、脱泡してス
ラリーとする。
【００１７】このスラリーを用い、ドクターブレード法
等によりシート状の成形体を作成する。これを乾燥した
のち、所望の大きさに打ち抜いてグリーンシートとす
る。なお、このグリーンシート１枚の厚さは100 μｍ程
度とするのが好ましい。
等によりシート状の成形体を作成する。これを乾燥した
のち、所望の大きさに打ち抜いてグリーンシートとす
る。なお、このグリーンシート１枚の厚さは100 μｍ程
度とするのが好ましい。
【００１８】(b) 積層体の製造 グリーンシートの一方の面に、スクリーン印刷法等によ
り内部電極22を形成する。この内部電極22としては前述
の通り白金を用いるのが好ましい。スクリーン印刷法に
より形成する場合には、白金粉末と、エチレングリコー
ルなどの有機バインダーとからなる混合物（白金ペース
ト）を用いるのが好ましい。内部電極22の厚さは５μｍ
程度とするのが好ましい。
り内部電極22を形成する。この内部電極22としては前述
の通り白金を用いるのが好ましい。スクリーン印刷法に
より形成する場合には、白金粉末と、エチレングリコー
ルなどの有機バインダーとからなる混合物（白金ペース
ト）を用いるのが好ましい。内部電極22の厚さは５μｍ
程度とするのが好ましい。
【００１９】片面に内部電極22を形成したグリーンシー
トを複数枚積層し、圧力をかけて圧着する。その積層体
２を積層方向に切断し、脱脂、及び焼成する。
トを複数枚積層し、圧力をかけて圧着する。その積層体
２を積層方向に切断し、脱脂、及び焼成する。
【００２０】(c) 絶縁材のコーティング 前述した通り、シリコンゴムにスラリー及び接着剤を混
入したものを絶縁材４とする。このシリコンゴム系接着
剤を、上記で得た積層体２の側面（グリーンシートに対
して垂直な面）全周にコートする。一対の対向側面のみ
にコートしてもよいが、側面全周にコートした方が好ま
しい。コーティングは、積層体２に均一に絶縁材４を形
成できればいかなる方法によって行ってもよい。例え
ば、スクリーン印刷法や、シリコンゴム系接着剤中に積
層体を浸漬する方法、あるいは、あらかじめシリコンゴ
ム系接着剤の接着シートを作製しておき、その接着シー
トを貼付ける方法等によって行う。コートしたシリコン
ゴム系接着剤は、十分に硬化させる。
入したものを絶縁材４とする。このシリコンゴム系接着
剤を、上記で得た積層体２の側面（グリーンシートに対
して垂直な面）全周にコートする。一対の対向側面のみ
にコートしてもよいが、側面全周にコートした方が好ま
しい。コーティングは、積層体２に均一に絶縁材４を形
成できればいかなる方法によって行ってもよい。例え
ば、スクリーン印刷法や、シリコンゴム系接着剤中に積
層体を浸漬する方法、あるいは、あらかじめシリコンゴ
ム系接着剤の接着シートを作製しておき、その接着シー
トを貼付ける方法等によって行う。コートしたシリコン
ゴム系接着剤は、十分に硬化させる。
【００２１】(d) 絶縁材の削除 絶縁材４のコーティング後、後述する外部電極３と内部
電極22とを接続するため、図３に示すように絶縁材４を
削除し、内部電極22を露出させる。一方の外部電極３と
他方の外部電極３は、積層した内部電極22と各々交互に
接続する必要があるため、一方の側面と他方の側面とで
は絶縁材４の削除をずらして行う。絶縁材４の削除はマ
シニングセンタ等によって行えばよい。
電極22とを接続するため、図３に示すように絶縁材４を
削除し、内部電極22を露出させる。一方の外部電極３と
他方の外部電極３は、積層した内部電極22と各々交互に
接続する必要があるため、一方の側面と他方の側面とで
は絶縁材４の削除をずらして行う。絶縁材４の削除はマ
シニングセンタ等によって行えばよい。
【００２２】(e) 外部電極の形成 外部電極３は、絶縁材４を削除した対向側面のほぼ中央
を縦方向に形成する。外部電極３の形成はスクリーン印
刷法等によって行えばよい。外部電極３としては、前述
したように、シリコンゴム系接着剤に金属粉末を配合し
たものを用いる。形成した外部電極３を硬化させ、目的
の積層型圧電電歪装置１とする。
を縦方向に形成する。外部電極３の形成はスクリーン印
刷法等によって行えばよい。外部電極３としては、前述
したように、シリコンゴム系接着剤に金属粉末を配合し
たものを用いる。形成した外部電極３を硬化させ、目的
の積層型圧電電歪装置１とする。
【００２３】以上、積層体２を切断した後に絶縁材４の
コーティング及び外部電極３の形成を行う方法を述べた
が、絶縁材４のコーティング及び外部電極３の形成は積
層体２の切断の前に行ってもよい。
コーティング及び外部電極３の形成を行う方法を述べた
が、絶縁材４のコーティング及び外部電極３の形成は積
層体２の切断の前に行ってもよい。
【００２４】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に
説明する。実施例１ 出発原料としてPbＯ、BaCO3 、Nb2 Ｏ5 、ZrＯ2 、SnＯ
2 及びTiＯ2 を用い、以下に示す組成： Pb0.96Ba0.03Nb0.02｛ (Zr0.7 Sn0.3 ) 0.97Ti0.03｝
0.98Ｏ3 となるように各酸化物を秤量し、ボールミルで24時間混
合した。なお、このとき溶媒としてエタノールを加え
た。
説明する。実施例１ 出発原料としてPbＯ、BaCO3 、Nb2 Ｏ5 、ZrＯ2 、SnＯ
2 及びTiＯ2 を用い、以下に示す組成： Pb0.96Ba0.03Nb0.02｛ (Zr0.7 Sn0.3 ) 0.97Ti0.03｝
0.98Ｏ3 となるように各酸化物を秤量し、ボールミルで24時間混
合した。なお、このとき溶媒としてエタノールを加え
た。
【００２５】得られた混合物をそれぞれ80℃で減圧乾燥
した後、850 〜950 ℃で10時間予備焼成し、再びボール
ミルで24時間混合した。このときの粉砕混合にもエタノ
ールを加えた。
した後、850 〜950 ℃で10時間予備焼成し、再びボール
ミルで24時間混合した。このときの粉砕混合にもエタノ
ールを加えた。
【００２６】上記で得た粉砕混合物を再び乾燥し、さら
に900 〜1000℃で10時間予備焼成し、再びボールミルで
エタノールを加えた状態で48時間混合した。得られた粉
砕混合物を乾燥して、仮焼粉体（積層されるセラミック
材を焼成して製造するための出発原料）とした。
に900 〜1000℃で10時間予備焼成し、再びボールミルで
エタノールを加えた状態で48時間混合した。得られた粉
砕混合物を乾燥して、仮焼粉体（積層されるセラミック
材を焼成して製造するための出発原料）とした。
【００２７】仮焼粉体に対し、以下の操作を行った。ま
ず、溶媒としてエチレングリコールモノエチルエーテル
48ml及びジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル８ml
と、可塑材としてブチルフタリルブチルグリコール１ml
を混合し、これに、乾燥した仮焼粉体100 ｇを加え５分
間撹拌混合した。
ず、溶媒としてエチレングリコールモノエチルエーテル
48ml及びジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル８ml
と、可塑材としてブチルフタリルブチルグリコール１ml
を混合し、これに、乾燥した仮焼粉体100 ｇを加え５分
間撹拌混合した。
【００２８】この混合物にバインダーとしてポリビニル
ブチラール５ｇを加え、80℃程度に加熱しながら20分間
撹拌混合した。ついでこの溶液を 200 メッシュで濾過
し、脱泡してスラリーとした。
ブチラール５ｇを加え、80℃程度に加熱しながら20分間
撹拌混合した。ついでこの溶液を 200 メッシュで濾過
し、脱泡してスラリーとした。
【００２９】上記のスラリーを用い、ドクターブレード
法によりシート状の成形体を作成し、これを室温で50時
間乾燥させたのち、所望の大きさに打ち抜いてグリーン
シートとした。なお、このグリーンシート１枚の厚さは
約120 μｍであった。
法によりシート状の成形体を作成し、これを室温で50時
間乾燥させたのち、所望の大きさに打ち抜いてグリーン
シートとした。なお、このグリーンシート１枚の厚さは
約120 μｍであった。
【００３０】上記で得たグリーンシートの片面に、白金
粉末60重量％と有機バインダー40重量％とからなる白金
ペーストを用いて、スクリーン印刷法により内部電極を
形成した。乾燥後の内部電極の厚さは12μｍであった。
粉末60重量％と有機バインダー40重量％とからなる白金
ペーストを用いて、スクリーン印刷法により内部電極を
形成した。乾燥後の内部電極の厚さは12μｍであった。
【００３１】上記のように内部電極を形成したグリーン
シート34枚と、内部電極を形成しないグリーンシート35
枚とを交互に積層し、110 ℃で、50kg／cm2 の圧力をか
けて圧着した。次に、これを積層方向に切断して縦５mm
×横10mm×厚さ（積層方向）８mmの33層からなる積層体
を得た。この積層体を昇温速度５℃／hrで室温から500
℃まで昇温し、10時間保持して脱脂した。その後積層体
を大気下、1060℃で３時間焼成した。
シート34枚と、内部電極を形成しないグリーンシート35
枚とを交互に積層し、110 ℃で、50kg／cm2 の圧力をか
けて圧着した。次に、これを積層方向に切断して縦５mm
×横10mm×厚さ（積層方向）８mmの33層からなる積層体
を得た。この積層体を昇温速度５℃／hrで室温から500
℃まで昇温し、10時間保持して脱脂した。その後積層体
を大気下、1060℃で３時間焼成した。
【００３２】絶縁材としては、ジメチルポリシロキサン
を50重量％、フィラー材としてシリカを47重量％、架橋
剤としてアミノシランを３重量％混合したシリコンゴム
系接着剤を使用した。この絶縁材を上記積層体の側面全
周にスクリーン印刷法によって150 μｍの厚さでコート
し、150 ℃で２時間硬化させた。
を50重量％、フィラー材としてシリカを47重量％、架橋
剤としてアミノシランを３重量％混合したシリコンゴム
系接着剤を使用した。この絶縁材を上記積層体の側面全
周にスクリーン印刷法によって150 μｍの厚さでコート
し、150 ℃で２時間硬化させた。
【００３３】次に、マシニングセンタによって絶縁材を
削除し、内部電極を露出させた。絶縁材の削除は面積が
小さい方の対向側面に対して行った。絶縁材の削除によ
って形成された凹部の一つの大きさは、縦50μｍ、横6.
5 mm、深さ150 μｍであり、その凹部は対向側面に17個
づつ形成された。
削除し、内部電極を露出させた。絶縁材の削除は面積が
小さい方の対向側面に対して行った。絶縁材の削除によ
って形成された凹部の一つの大きさは、縦50μｍ、横6.
5 mm、深さ150 μｍであり、その凹部は対向側面に17個
づつ形成された。
【００３４】外部電極としては、絶縁材と同様のシリコ
ンゴム系接着剤を50重量％、銀の粉末（平均粒径10μ
ｍ）を50重量％混合したものを使用した。この外部電極
を、スクリーン印刷法によって厚さ100 μｍ、幅２mmと
なるように形成した。外部電極を150 ℃で２時間硬化さ
せ、求める積層型圧電電歪装置とした。
ンゴム系接着剤を50重量％、銀の粉末（平均粒径10μ
ｍ）を50重量％混合したものを使用した。この外部電極
を、スクリーン印刷法によって厚さ100 μｍ、幅２mmと
なるように形成した。外部電極を150 ℃で２時間硬化さ
せ、求める積層型圧電電歪装置とした。
【００３５】得られた積層型圧電電歪装置に600 Ｖの電
圧を印加し、その歪み率を測定した。電圧印加のオン−
オフを１回の作動単位としたとき、作動回数と、歪み率
との関係を図３に示すグラフで表す。なお、歪み率と
は、積層型圧電電歪装置の通常時の厚さをＬ、電圧を印
加して歪んだときの厚さをＬ’としたとき、（Ｌ’−
Ｌ）／Ｌで表される。
圧を印加し、その歪み率を測定した。電圧印加のオン−
オフを１回の作動単位としたとき、作動回数と、歪み率
との関係を図３に示すグラフで表す。なお、歪み率と
は、積層型圧電電歪装置の通常時の厚さをＬ、電圧を印
加して歪んだときの厚さをＬ’としたとき、（Ｌ’−
Ｌ）／Ｌで表される。
【００３６】比較例１ 実施例１と同様にして得た積層体に絶縁材を形成した。
絶縁材の形成は、一対の対向側面に露出している内部電
極を、一段おきに、かつ一方の側面と他方の側面とでは
一段づつずらして覆うように行った。絶縁材としてはエ
ポキシ樹脂を使用し、スクリーン印刷法によって厚さ15
0 μｍ、幅150 μｍとなるように形成した。
絶縁材の形成は、一対の対向側面に露出している内部電
極を、一段おきに、かつ一方の側面と他方の側面とでは
一段づつずらして覆うように行った。絶縁材としてはエ
ポキシ樹脂を使用し、スクリーン印刷法によって厚さ15
0 μｍ、幅150 μｍとなるように形成した。
【００３７】次に、スクリーン印刷法によって導電性エ
ポキシ樹脂からなる外部電極を形成した。形成した位置
は実施例１と同様であり、外部電極の厚さは100 μｍ、
幅は２mmであった。
ポキシ樹脂からなる外部電極を形成した。形成した位置
は実施例１と同様であり、外部電極の厚さは100 μｍ、
幅は２mmであった。
【００３８】得られた積層型圧電電歪装置に実施例１と
同様にして電圧を印加し、歪み率を測定した。測定中、
作動回数が約105 回のときにクラックが発生し、電圧を
印加しても歪まなくなった。作動回数と歪み率との関係
を図６に示すグラフで表す。
同様にして電圧を印加し、歪み率を測定した。測定中、
作動回数が約105 回のときにクラックが発生し、電圧を
印加しても歪まなくなった。作動回数と歪み率との関係
を図６に示すグラフで表す。
【００３９】図６のグラフから明らかなように、本発明
の積層型圧電電歪装置は、絶縁材にエポキシ樹脂を用い
た積層型圧電電歪装置と比較して耐久性に優れている。
の積層型圧電電歪装置は、絶縁材にエポキシ樹脂を用い
た積層型圧電電歪装置と比較して耐久性に優れている。
【００４０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の積層型圧
電電歪装置は、外部電極にシリコンゴムを含有するもの
を用い、絶縁材にシリコンゴム系のものを用いるため、
電圧を印加したときにも絶縁材及び外部電極は積層体と
ともに変形し、積層体への応力の集中を防止する。その
ため本発明の積層型圧電電歪装置は耐久性に優れる。
電電歪装置は、外部電極にシリコンゴムを含有するもの
を用い、絶縁材にシリコンゴム系のものを用いるため、
電圧を印加したときにも絶縁材及び外部電極は積層体と
ともに変形し、積層体への応力の集中を防止する。その
ため本発明の積層型圧電電歪装置は耐久性に優れる。
【００４１】本発明の積層型圧電電歪装置は、各種制御
に用いるアクチュエータに好適であり、広範囲にわたる
温度下で良好に使用できる。
に用いるアクチュエータに好適であり、広範囲にわたる
温度下で良好に使用できる。
【図１】本発明の一実施例による積層型圧電電歪装置を
示す概略斜視図である。
示す概略斜視図である。
【図２】図１の線分Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３】内部電極を露出させた状態を示す概略斜視図で
ある。
ある。
【図４】従来の積層型圧電電歪装置を示す概略斜視図で
ある。
ある。
【図５】従来の積層型圧電電歪装置に電圧を印加したと
きの状態を示す概略図である。
きの状態を示す概略図である。
【図６】実施例１及び比較例１における積層型圧電電歪
装置の作動回数と歪み率との関係を示すグラフである。
装置の作動回数と歪み率との関係を示すグラフである。
１・・・積層型圧電電歪装置 ２・・・積層体 21・・・圧電電歪材 22・・・内部電極 ３・・・外部電極 ４・・・絶縁材
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の圧電電歪材と内部電極とを交互に
積層してなり、一対の対向側面に外部電極を有する積層
型圧電電歪装置において、前記外部電極は導電体粉末が
分散したシリコンゴムからなり、前記内部電極の露出部
の一部又は全部がシリコンゴム系の絶縁材によって覆わ
れたことを特徴とする積層型圧電電歪装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の積層型圧電電歪装置に
おいて、前記外部電極と前記内部電極との接点以外の側
面全周が前記絶縁材によって覆われたことを特徴とする
積層型圧電電歪装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106063A JPH06296049A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 積層型圧電電歪装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106063A JPH06296049A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 積層型圧電電歪装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06296049A true JPH06296049A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=14424159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5106063A Pending JPH06296049A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 積層型圧電電歪装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06296049A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008120950A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | ゴム組成物 |
| JP2011507221A (ja) * | 2007-12-06 | 2011-03-03 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 気相堆積層を有する外部電極を備えた圧電コンポーネント及び該コンポーネントの製造方法及び適用方法 |
| WO2018128121A1 (ja) * | 2017-01-04 | 2018-07-12 | 東洋紡株式会社 | アクチュエータ |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP5106063A patent/JPH06296049A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008120950A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | ゴム組成物 |
| JP2011507221A (ja) * | 2007-12-06 | 2011-03-03 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 気相堆積層を有する外部電極を備えた圧電コンポーネント及び該コンポーネントの製造方法及び適用方法 |
| WO2018128121A1 (ja) * | 2017-01-04 | 2018-07-12 | 東洋紡株式会社 | アクチュエータ |
| JPWO2018128121A1 (ja) * | 2017-01-04 | 2020-01-30 | 東洋紡株式会社 | アクチュエータ |
| TWI744453B (zh) * | 2017-01-04 | 2021-11-01 | 日商東洋紡股份有限公司 | 致動器 |
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