JPH07202286A - Layered piezoelectric ceramics element - Google Patents

Layered piezoelectric ceramics element

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Publication number
JPH07202286A
JPH07202286A JP5349315A JP34931593A JPH07202286A JP H07202286 A JPH07202286 A JP H07202286A JP 5349315 A JP5349315 A JP 5349315A JP 34931593 A JP34931593 A JP 34931593A JP H07202286 A JPH07202286 A JP H07202286A
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JP
Japan
Prior art keywords
ceramic sheet
ceramic
fixed
group
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP5349315A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinjiro Nagano
信二郎 長野
Masakatsu Kiyohara
正勝 清原
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07202286A publication Critical patent/JPH07202286A/en
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a ceramic sheet from breaking by connecting an end edge of an inside electrode fixed to a part of a ceramic sheet by an outside electrode and by coating a side of a layered body with insulating resin excepting the outside electrode. CONSTITUTION:A plurality of ceramic sheets 1 are laminated to superpose their large square parts 1a mutually and to bring an upper surface whereto an inside electrode 3 is fixed into contact with a lower surface of the adjacent ceramic sheet 1 whereto the inside electrode 3 is not fixed shifting two adjacent ceramic sheets 1 by 90 deg. around an axis extending in a lamination direction. A ceramic sheet lamination body 2 is formed in this way. A side surface of the ceramic sheet lamination body 2 is covered with insulation resin 6 excepting a first outside electrode 4a and a second outside electrode 4b. Thereby, functional troubles can be prevented without breaking the ceramic sheet l during operation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電歪効果または圧電効
果を有するセラミックシートを積層して成る積層型圧電
セラミックス素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminated piezoelectric ceramic element formed by laminating ceramic sheets having an electrostrictive effect or a piezoelectric effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】電歪効果または圧電効果を有するセラミ
ックシートを積層して成る積層型圧電セラミックス素子
にあっては、隣接するセラミックシート間に膜状の内部
電極が配設され、セラミックシート積層体の側面に一対
の外部電極が設けられ、前記内部電極は一層おき毎に異
なる外部電極に接続されている。内部電極と外部電極と
の接続の態様が互いに異なる、図3〜5に示す3種類の
積層型圧電セラミックス素子が従来から知られている。
2. Description of the Related Art In a laminated piezoelectric ceramic element formed by laminating ceramic sheets having an electrostrictive effect or a piezoelectric effect, a film-shaped internal electrode is provided between adjacent ceramic sheets, and a ceramic sheet laminated body is provided. Is provided with a pair of external electrodes, and the internal electrodes are connected to different external electrodes for every other layer. Conventionally known are three types of laminated piezoelectric ceramic elements shown in FIGS. 3 to 5, in which the connection modes of the internal electrodes and the external electrodes are different from each other.

【0003】図3に示す圧電アクチュエータにおいて
は、電歪効果または圧電効果を有する複数のセラミック
シート11が、互いに完全に重畳して上下に積層され、
セラミックシート積層体12が形成されている。隣接す
るセラミックシート11間には、右端部分を除いてセラ
ミックシート11の全面を覆う膜状の内部電極13a
と、左端部分を除いてセラミックシート11の全面を覆
う膜状の内部電極13bとが、一層おきに配設されてい
る。隣接するセラミックシート11の内部電極13a、
13bを介することなく対峙する右端部分、左端部分
は、焼成の際に融合して一体化している。セラミックシ
ート積層体12の右側面と左側面とには、それぞれ外部
電極14が固着されている。左端部近傍を除いてセラミ
ックシートの全面を覆う膜状の内部電極13bはセラミ
ックシート積層体12の右側面に固着された外部電極1
4に接続され、右端部近傍を除いてセラミックシートの
全面を覆う膜状の内部電極13aはセラミックシート積
層体の左側面に固着された外部電極14に接続されてい
る。図3に示す圧電アクチュエータにおいては、外部電
極14を直流電源に接続すると、外部電極14に接続さ
れた内部電極13a、13bを介して、各セラミックシ
ート11に直流電圧が印加され、電歪効果により各セラ
ミックシート11が、ひいてはセラミックシート積層体
12が積層方向、すなわち上下方向に延びる。
In the piezoelectric actuator shown in FIG. 3, a plurality of ceramic sheets 11 having an electrostrictive effect or a piezoelectric effect are stacked one on top of the other so as to completely overlap each other.
The ceramic sheet laminated body 12 is formed. Between the adjacent ceramic sheets 11, a film-shaped internal electrode 13a that covers the entire surface of the ceramic sheet 11 except for the right end portion.
And film-shaped internal electrodes 13b that cover the entire surface of the ceramic sheet 11 except for the left end portion are arranged in alternate layers. The internal electrodes 13a of the adjacent ceramic sheets 11,
The right end portion and the left end portion facing each other without interposing 13b are fused and integrated during firing. External electrodes 14 are fixed to the right side surface and the left side surface of the ceramic sheet laminate 12, respectively. The film-shaped internal electrode 13b that covers the entire surface of the ceramic sheet except for the vicinity of the left end is the external electrode 1 fixed to the right side surface of the ceramic sheet laminate 12.
The film-shaped internal electrode 13a connected to No. 4 and covering the entire surface of the ceramic sheet except the vicinity of the right end is connected to the external electrode 14 fixed to the left side surface of the ceramic sheet laminate. In the piezoelectric actuator shown in FIG. 3, when the external electrode 14 is connected to a DC power source, a DC voltage is applied to each ceramic sheet 11 via the internal electrodes 13a and 13b connected to the external electrode 14, and due to the electrostrictive effect. Each ceramic sheet 11, and thus the ceramic sheet laminate 12, extends in the stacking direction, that is, in the vertical direction.

【0004】図4に示す圧電アクチュエータにおいて
は、電歪効果または圧電効果を有する複数のセラミック
シート21が、互いに完全に重畳して上下に積層され、
セラミックシート積層体22が形成されている。隣接す
るセラミックシート21間には、セラミックシート21
の全面を覆う膜状の内部電極23が配設されている。セ
ラミックシート積層体22の右側面に露出する内部電極
13の右端は、一層おきに、電気泳動法により形成され
たガラス質の絶縁体25によって被覆されている。セラ
ミックシート積層体22の左側面に露出する内部電極1
3の左端は、一層おきに、且つガラス質の絶縁体25に
よって被覆された内部電極23の右端に対して千鳥状
に、電気泳動法により形成されたガラス質の絶縁体25
によって被覆されている。セラミックシート積層体22
の右側面と左側面とには、それぞれ外部電極24が固着
されている。セラミックシート積層体22の右側面に露
出する内部電極23の右端は、セラミックシート積層体
22の右側面に固着された外部電極24に接続され、セ
ラミックシート積層体22の左側面に露出する内部電極
23の左端は、セラミックシート積層体22の左側面に
固着された外部電極24に接続されている。図4に示す
圧電アクチュエータにおいても、外部電極24を直流電
源に接続すると、外部電極24に接続された内部電極2
3を介して、各セラミックシート21に直流電圧が印加
され、電歪効果により各セラミックシート21が、ひい
てはセラミックシート積層体22が積層方向、すなわち
上下方向に延びる。
In the piezoelectric actuator shown in FIG. 4, a plurality of ceramic sheets 21 having an electrostrictive effect or a piezoelectric effect are stacked one on top of the other so as to completely overlap each other.
The ceramic sheet laminate 22 is formed. Between the adjacent ceramic sheets 21, the ceramic sheet 21
Is provided with a film-shaped internal electrode 23 that covers the entire surface of the. The right end of the internal electrode 13 exposed on the right side surface of the ceramic sheet laminate 22 is covered with a vitreous insulator 25 formed by an electrophoretic method every other layer. Internal electrode 1 exposed on the left side surface of the ceramic sheet laminate 22
The left end of 3 is a vitreous insulator 25 formed by electrophoresis in alternate layers and in a staggered manner with respect to the right end of the internal electrode 23 covered with the vitreous insulator 25.
Is covered by. Ceramic sheet laminate 22
External electrodes 24 are fixed to the right side surface and the left side surface, respectively. The right end of the internal electrode 23 exposed on the right side surface of the ceramic sheet laminate 22 is connected to the external electrode 24 fixed to the right side surface of the ceramic sheet laminate 22, and is exposed on the left side surface of the ceramic sheet laminate 22. The left end of 23 is connected to the external electrode 24 fixed to the left side surface of the ceramic sheet laminate 22. Also in the piezoelectric actuator shown in FIG. 4, when the external electrode 24 is connected to the DC power source, the internal electrode 2 connected to the external electrode 24 is connected.
A DC voltage is applied to each of the ceramic sheets 21 via 3, and the respective ceramic sheets 21, and thus the ceramic sheet laminate 22, extend in the laminating direction, that is, the vertical direction due to the electrostrictive effect.

【0005】図5に示す圧電アクチュエータにおいて
は、電歪効果または圧電効果を有する複数のセラミック
シート31が、互いに完全に重畳して上下に積層され、
セラミックシート積層体32が形成されている。隣接す
るセラミックシート31間には、セラミックシート31
の全面を覆う膜状の内部電極33が配設されている。内
部電極33の右端に近い中間部には、一層おきに、前後
方向に延在する全通の切欠部33aが設けられている。
内部電極33の左端に近い中間部には、一層おきに、且
つ切欠部33aに対して千鳥状に、前後方向に延在する
全通の切欠部33bが設けられている。セラミックシー
ト積層体32の右側面と左側面とには、それぞれ外部電
極34が固着されている。図5に示す圧電アクチュエー
タにおいても、外部電極34を直流電源に接続すると、
外部電極34に接続された内部電極33を介して、各セ
ラミックシート31に直流電圧が印加され、電歪効果に
より各セラミックシート31が、ひいてはセラミックシ
ート積層体32が積層方向、すなわち上下方向に延び
る。
In the piezoelectric actuator shown in FIG. 5, a plurality of ceramic sheets 31 having an electrostrictive effect or a piezoelectric effect are completely overlapped with each other and are laminated one above the other.
The ceramic sheet laminated body 32 is formed. Between the adjacent ceramic sheets 31, the ceramic sheet 31
Is provided with a film-shaped internal electrode 33 that covers the entire surface of the. In the middle portion near the right end of the internal electrode 33, every other cutout portion 33a extending in the front-rear direction is provided every other layer.
In the middle portion near the left end of the internal electrode 33, all the cutout portions 33b extending in the front-rear direction are provided in alternate layers and in a staggered manner with respect to the cutout portions 33a. External electrodes 34 are fixed to the right side surface and the left side surface of the ceramic sheet laminate 32, respectively. Also in the piezoelectric actuator shown in FIG. 5, when the external electrode 34 is connected to the DC power source,
A DC voltage is applied to each ceramic sheet 31 via the internal electrode 33 connected to the external electrode 34, and each ceramic sheet 31, and thus the ceramic sheet laminate 32, extends in the stacking direction, that is, the vertical direction due to the electrostrictive effect. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図3に示す圧電アクチ
ュエータは、セラミックシート11のみに着目すると、
焼成により融合したセラミックシート積層体12に、内
部電極13a、13bを受け入れるスリット状の切欠が
積層状に複数形成された構造を有する。図3に示す圧電
アクチュエータにおいては、両面が内部電極13a、1
3bに接するセラミックシート11の左右方向中央部は
直流電圧が印加されて積層方向に伸びるが、内部電極1
3a、13bを介することなく隣接するセラミックシー
ト11に対峙し、且つ焼成の際に隣接するセラミックシ
ート11と融合した、セラミックシート11の左右端近
傍部は、直流電圧が印加されず積層方向に伸びない。こ
の結果、スリット状切欠の終端部近傍の前記融合したセ
ラミックシート11の部位に応力集中による過大な応力
が発生し、該部が破損するおそれがあるという問題があ
った。図4に示す圧電アクチュエータには、電気泳動法
によるガラス質絶縁体25の形成に多大の経費を要し、
製品のコストアップを招くという問題があった。図5に
示す圧電アクチュエータには、切欠33a、33bを挟
んで対峙する内部電極33の端面間に電位差があるため
に、両者間で放電が起こり、圧電アクチュエータの機能
が阻害されるという問題があった。本発明は上記問題に
鑑みてなされたものであり、作動中にセラミックシート
が破損するおそれが無く、低コストで製造でき、機能障
害を起こすおそれの無い積層型圧電セラミックス素子を
提供することを目的とする。
In the piezoelectric actuator shown in FIG. 3, focusing on only the ceramic sheet 11,
The ceramic sheet laminated body 12 fused by firing has a structure in which a plurality of slit-shaped notches for receiving the internal electrodes 13a and 13b are formed in a laminated shape. In the piezoelectric actuator shown in FIG. 3, both surfaces are internal electrodes 13a and 1a.
A DC voltage is applied to the central portion of the ceramic sheet 11 in contact with 3b in the left-right direction to extend in the stacking direction.
The right and left end portions of the ceramic sheet 11, which face the adjacent ceramic sheets 11 without interposing 3a and 13b and are fused with the adjacent ceramic sheets 11 during firing, extend in the stacking direction without being applied with a DC voltage. Absent. As a result, there is a problem that excessive stress is generated due to stress concentration in a portion of the fused ceramic sheet 11 in the vicinity of the end portion of the slit-shaped notch and the portion may be damaged. The piezoelectric actuator shown in FIG. 4 requires a large amount of cost to form the glassy insulator 25 by electrophoresis.
There was a problem that it would increase the cost of the product. The piezoelectric actuator shown in FIG. 5 has a problem that a potential difference is generated between the end faces of the internal electrodes 33 facing each other with the notches 33a and 33b sandwiched therebetween, so that discharge occurs between the two and the function of the piezoelectric actuator is hindered. It was The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a multilayer piezoelectric ceramics element that does not have a possibility of damaging a ceramic sheet during operation, can be manufactured at low cost, and does not cause functional failure. And

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては、一方の面の全面に膜状の内部電
極が固着された複数の電歪効果または圧電効果を有する
セラミックシートが、隣接する2枚のセラミックシート
の内の一方の内部電極が固着された面と他方の内部電極
が固着されていない面とが当接し、且つ隣接する2枚の
セラミックシートが部分的に重畳した状態で積層されて
成る積層体を備え、隣接するセラミックシートに重畳し
ないセラミックシートの部分は、一層おき毎の第1の群
が積層方向に互いに間隔を隔てて重畳し、他の一層おき
毎の第2の群が、第1の群と積層方向に重畳することな
く、積層方向に互いに間隔を隔てて重畳し、第1の群に
属するセラミックシートの部分間の隙間は絶縁性樹脂に
よって満たされ、第2の群に属するセラミックシートの
部分間の隙間は絶縁性樹脂によって満たされ、第1の群
に属するセラミックシートの部分に固着された内部電極
の端縁は第1の外部電極によって互いに接続され、第2
の群に属するセラミックシートの部分に固着された内部
電極の端縁は第2の外部電極によって互いに接続され、
積層体の側面は第1の外部電極と第2の外部電極とを除
いて絶縁性樹脂で被覆されていることを特徴とする積層
型圧電セラミックス素子を提供する。
In order to solve the above problems, according to the present invention, there is provided a ceramic sheet having a plurality of electrostrictive effects or piezoelectric effects in which a film-shaped internal electrode is fixed on the entire surface of one surface. , A surface of one of the two adjacent ceramic sheets, to which one internal electrode is fixed, and a surface of the other two, to which the internal electrode is not fixed, abut, and the two adjacent ceramic sheets partially overlap each other. In the portion of the ceramic sheet that is provided with a laminated body that is laminated in a state where it does not overlap with the adjacent ceramic sheets, the first group of every other layer is overlapped at intervals in the laminating direction, and the other of every other layer is laminated. The second group does not overlap with the first group in the stacking direction but overlaps with each other in the stacking direction with a space therebetween, and the gap between the portions of the ceramic sheets belonging to the first group is filled with the insulating resin. , The gap between the portions of the ceramic sheets belonging to the second group is filled with an insulating resin, and the edges of the internal electrodes fixed to the portions of the ceramic sheets belonging to the first group are connected to each other by the first external electrodes, Second
The edges of the internal electrodes fixed to the portion of the ceramic sheet belonging to the group are connected to each other by a second external electrode,
There is provided a laminated piezoelectric ceramics element characterized in that the side surface of the laminated body is covered with an insulating resin except for the first external electrode and the second external electrode.

【0008】[0008]

【作用】本発明においては、セラミックシートの積層体
には、セラミックシートが積層方向に伸びる際に応力集
中が発生する切欠部は存在しないので、セラミック素子
の作動時に過大な応力によってセラミックシートが破損
するおそれは無い。また、本発明においては、電気泳動
法によりガラス質絶縁体を形成する必要がないので、低
いコストでセラミックス素子を製造できる。また、本発
明においては、内部電極に、電位差を生じさせる切欠が
形成されていないので、作動中の放電による機能障害を
起こすおそれは無い。
In the present invention, since the ceramic sheet laminate has no notch where stress concentration occurs when the ceramic sheet extends in the laminating direction, the ceramic sheet is damaged by excessive stress during operation of the ceramic element. There is no fear of doing it. Further, in the present invention, since it is not necessary to form the glassy insulator by the electrophoresis method, the ceramic element can be manufactured at low cost. Further, in the present invention, since the internal electrode is not provided with the notch that causes a potential difference, there is no possibility of causing a functional failure due to discharge during operation.

【0009】[0009]

【実施例】本発明の実施例に係る圧電アクチュエータ
を、図1、図2に基づいて説明する。大正方形部1a
と、大正方形部1aの一つ角部に付加された小正方形部
1bとから成る電歪効果または圧電効果を有するセラミ
ックシート1の上面の全面に膜状の内部電極3が固着さ
れている。複数のセラミックシート1が、大正方形部1
aを互いに重畳させ、内部電極3が固着された上面を隣
接するセラミックシート1の内部電極3が固着されてい
ない下面に当接させ、且つ隣接する2枚のセラミックシ
ート1が積層方向に延在する軸線の回りに90°ずれた
状態で積層されて、セラミックシート積層体2が形成さ
れている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A piezoelectric actuator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Large square part 1a
And the film-shaped internal electrode 3 is fixed on the entire upper surface of the ceramic sheet 1 having an electrostrictive effect or a piezoelectric effect, which is composed of a small square portion 1b added to one corner of the large square portion 1a. The plurality of ceramic sheets 1 is a large square portion 1
a is overlapped with each other, the upper surface to which the internal electrode 3 is fixed is brought into contact with the lower surface of the adjacent ceramic sheet 1 to which the internal electrode 3 is not fixed, and two adjacent ceramic sheets 1 extend in the stacking direction. The ceramic sheet laminated body 2 is formed by laminating the ceramic sheet laminated bodies in a state of being deviated from each other by 90 ° around the axis.

【0010】小正方形部1bは、一層おき毎の第1の群
Aが積層方向に互いに間隔を隔てて重畳し、他の一層お
き毎の第2の群Bが、第1の群Aと積層方向に重畳する
ことなく、積層方向に互いに間隔を隔てて重畳してい
る。図2に示すように、第1の群Aに属する小正方形部
1b間の隙間と、第2の群Bに属する小正方形部間1b
の隙間とは、絶縁性樹脂6によって満たされている。
第1の群Aに属する小正方形部1bに固着された内部電
極3の端縁は第1の外部電極4aによって互いに接続さ
れ、第2の群Bに属する小正方形部1bに固着された内
部電極3の端縁は第2の外部電極4bによって互いに接
続されている。 図2に示すように、セラミックシート
積層体2の側面は第1の外部電極4aと第2の外部電極
4bとを除いて絶縁性樹脂6で被覆されている。
In the small square portion 1b, the first groups A for every one layer are superposed at intervals in the laminating direction, and the second groups B for every other layer are laminated with the first group A. Instead of overlapping in the direction, they are overlapped in the stacking direction at intervals. As shown in FIG. 2, the gaps between the small square portions 1b belonging to the first group A and the small square portions 1b belonging to the second group B.
The gap is filled with the insulating resin 6.
The inner electrodes 3 fixed to the small square portion 1b belonging to the first group A are connected to each other by the first external electrode 4a, and the internal electrodes fixed to the small square portion 1b belonging to the second group B are connected. The edges of 3 are connected to each other by a second external electrode 4b. As shown in FIG. 2, the side surface of the ceramic sheet laminate 2 is covered with an insulating resin 6 except for the first external electrode 4a and the second external electrode 4b.

【0011】本圧電アクチュエータの製造は以下の手順
で行う。 大正方形部1aと、大正方形部1aの一つ角部に付
加された小正方形部1bとから成る、電歪効果または圧
電効果を有するセラミックシート1の上面の全面に、銀
ペースト、銀−パラジウムペースト、白金ペースト等を
塗布して内部電極3を固着形成する。 内部電極3が固着された複数のセラミックシート1
を、大正方形部1aを互いに重畳させ、内部電極3が固
着された上面を隣接するセラミックシート1の内部電極
3が固着されていない下面に当接させ、且つ隣接する2
枚のセラミックシート1を積層方向に延在する軸線の回
りに90°ずらして積層する。この際、小正方形部1b
は、一層おき毎の第1の群Aを積層方向に互いに間隔を
隔てて重畳させ、他の一層おき毎の第2の群Bを、第1
の群Aと積層方向に重畳させることなく、積層方向に互
いに間隔を隔てて重畳させる。 積層したセラミックシート1を焼成して、セラミッ
クシート積層体2を形成する。
This piezoelectric actuator is manufactured by the following procedure. Silver paste, silver-palladium are formed on the entire upper surface of the ceramic sheet 1 having an electrostrictive effect or a piezoelectric effect, which is composed of a large square portion 1a and a small square portion 1b added to one corner of the large square portion 1a. The internal electrode 3 is fixedly formed by applying a paste, a platinum paste or the like. A plurality of ceramic sheets 1 to which internal electrodes 3 are fixed
The large square portions 1a are overlapped with each other, the upper surface to which the internal electrode 3 is fixed is brought into contact with the lower surface to which the internal electrode 3 of the adjacent ceramic sheet 1 is not fixed, and the adjacent 2
The ceramic sheets 1 are laminated by shifting them by 90 ° around an axis extending in the laminating direction. At this time, the small square portion 1b
The first group A for every one layer and the second group B for every other layer in the stacking direction with a space therebetween.
Without overlapping with the group A in the stacking direction, the stack A and the group A are overlapped with each other in the stacking direction. The laminated ceramic sheets 1 are fired to form a ceramic sheet laminate 2.

【0012】 セラミックシート積層体2の側面を、
エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ゴム等の絶縁性樹脂6で
被覆する。この際、小正方形部1bの間の隙間も絶縁性
樹脂6で満たす。 小正方形部1bの側面を覆う絶縁性樹脂6を研削し
て除去し、内部電極3の端縁を露出させる。 第1の群Aに属する小正方形部1bに固着された内
部電極3の露出した端縁と、第1の群Aに属する小正方
形部1b間の隙間を満たす絶縁性樹脂の表面とに、メッ
キを施し、或いは低温硬化の導体ペースト等を塗布し
て、第1の群Aに属する小正方形部1bに固着された内
部電極3の露出した端縁を接続する第1の外部電極4a
を形成する。同様にして、第2の群Bに属する小正方形
部1bに固着された内部電極3の露出した端縁を接続す
る第2の外部電極4bを形成する。
The side surface of the ceramic sheet laminate 2 is
It is covered with an insulating resin 6 such as epoxy resin, silicon resin, rubber or the like. At this time, the gap between the small square portions 1b is also filled with the insulating resin 6. The insulating resin 6 covering the side surface of the small square portion 1b is ground and removed to expose the edge of the internal electrode 3. The exposed edge of the internal electrode 3 fixed to the small square portion 1b belonging to the first group A and the surface of the insulating resin filling the gap between the small square portions 1b belonging to the first group A are plated. Or a low temperature curing conductor paste or the like is applied to connect the exposed edges of the internal electrodes 3 fixed to the small square portion 1b belonging to the first group A to the first external electrode 4a.
To form. Similarly, a second outer electrode 4b connecting the exposed edge of the inner electrode 3 fixed to the small square portion 1b belonging to the second group B is formed.

【0013】上記構成を有する本実施例に係る圧電アク
チュエータの作動を以下に説明する。外部電極4a、4
bを直流電源100に接続すると、外部電極4a、4b
に接続された内部電極3を介して、各セラミックシート
1に直流電圧が印加され、電歪効果により各セラミック
シート1の大正方形部1aが積層方向に伸び、ひいては
セラミックシート積層体2が積層方向に延びる。本圧電
アクチュエータにおいては、セラミックシート積層体2
には、セラミックシート1が積層方向に伸びる際に応力
集中が発生する切欠部は存在しないので、圧電アクチュ
エータの作動時に過大な応力によってセラミックシート
1が破損するおそれは無い。小正方形部1b間の隙間を
満たす絶縁性樹脂は、セラミックシート1の大正方形部
1aが積層方向に伸びるのに追随して容易に弾性変形す
るので、圧電アクチュエータの作動時に、小正方形部1
b間の隙間を満たす絶縁性樹脂が破損するおそれは無
い。本圧電アクチュエータにおいては、電気泳動法によ
りガラス質絶縁体を形成する必要がない。従って、本圧
電アクチュエータは、低いコストで製造できる。本圧電
アクチュエータにおいては、内部電極3に、電位差を生
じさせる切欠が形成されていないので、作動中の放電に
よる機能障害を起こすおそれは無い。上記実施例におい
ては、本発明を圧電アクチュエータに具現化したが、本
発明は、圧電トランス等、他の積層型圧電セラミックス
素子にも具現化可能である。
The operation of the piezoelectric actuator according to this embodiment having the above structure will be described below. External electrodes 4a, 4
b is connected to the DC power supply 100, the external electrodes 4a, 4b
A direct current voltage is applied to each ceramic sheet 1 via the internal electrodes 3 connected to each other, the large square portion 1a of each ceramic sheet 1 extends in the laminating direction due to the electrostrictive effect, and the ceramic sheet laminated body 2 extends in the laminating direction. Extend to. In this piezoelectric actuator, the ceramic sheet laminated body 2
Since there is no notch where stress concentration occurs when the ceramic sheet 1 extends in the stacking direction, there is no possibility that the ceramic sheet 1 will be damaged by excessive stress when the piezoelectric actuator operates. The insulating resin that fills the gap between the small square portions 1b easily elastically deforms as the large square portion 1a of the ceramic sheet 1 extends in the stacking direction.
There is no risk of damaging the insulating resin filling the gap between b. In this piezoelectric actuator, it is not necessary to form a glassy insulator by an electrophoretic method. Therefore, the present piezoelectric actuator can be manufactured at low cost. In the present piezoelectric actuator, since the internal electrode 3 is not provided with a notch that causes a potential difference, there is no possibility of causing a functional failure due to discharge during operation. Although the present invention is embodied as a piezoelectric actuator in the above-described embodiments, the present invention can be embodied as another laminated piezoelectric ceramic element such as a piezoelectric transformer.

【0014】[0014]

【効果】以上説明したごとく、本発明においては、セラ
ミックシートの積層体には、セラミックシートが積層方
向に伸びる際に応力集中が発生する切欠部は存在しない
ので、セラミック素子の作動時に過大な応力によってセ
ラミックシートが破損するおそれは無い。また、本発明
においては、電気泳動法によりガラス質絶縁体を形成す
る必要がないので、低いコストでセラミックス素子を製
造できる。また、本発明においては、内部電極に、電位
差を生じさせる切欠が形成されていないので、作動中の
放電による機能障害を起こすおそれは無い。
[Effect] As described above, in the present invention, the laminated body of the ceramic sheets does not have the notch where stress concentration occurs when the ceramic sheets extend in the laminating direction. There is no risk of damaging the ceramic sheet. Further, in the present invention, since it is not necessary to form the glassy insulator by the electrophoresis method, the ceramic element can be manufactured at low cost. Further, in the present invention, since the internal electrode is not provided with the notch that causes a potential difference, there is no possibility of causing a functional failure due to discharge during operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る圧電アクチュエータの、
絶縁性樹脂部分を除いた構造を示す斜視図である。
FIG. 1 shows a piezoelectric actuator according to an embodiment of the present invention,
It is a perspective view which shows the structure except the insulating resin part.

【図2】図1の線II-II に沿った絶縁性樹脂部分も含む
断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 including an insulating resin portion.

【図3】従来構造の圧電アクチュエータの構造を示す斜
視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a structure of a conventional piezoelectric actuator.

【図4】従来構造の圧電アクチュエータの構造を示す斜
視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a conventional piezoelectric actuator.

【図5】従来構造の圧電アクチュエータの構造を示す斜
視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the structure of a conventional piezoelectric actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、11、21、31 セラミックシート 1a 大正方形部分 1b 小正方形部分 2、12、22、32 セラミックシート積層体 3、23、33 内部電極 6 絶縁性樹脂 13a、13b 内部電極 33a、33b 切欠 4a、4b 外部電極 14、24、34 外部電極 25 ガラス質の絶縁体 1, 11, 21, 31 Ceramic sheet 1a Large square portion 1b Small square portion 2, 12, 22, 32 Ceramic sheet laminated body 3, 23, 33 Internal electrode 6 Insulating resin 13a, 13b Internal electrode 33a, 33b Notch 4a, 4b external electrode 14, 24, 34 external electrode 25 glassy insulator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方の面の全面に膜状の内部電極が固着
された複数の電歪効果または圧電効果を有するセラミッ
クシートが、隣接する2枚のセラミックシートの内の一
方の内部電極が固着された面と他方の内部電極が固着さ
れていない面とが当接し、且つ隣接する2枚のセラミッ
クシートが部分的に重畳した状態で積層されて成るセラ
ミックシート積層体を備え、隣接するセラミックシート
に重畳しないセラミックシートの部分は、一層おき毎の
第1の群が積層方向に互いに間隔を隔てて重畳し、他の
一層おき毎の第2の群が、第1の群と積層方向に重畳す
ることなく、積層方向に互いに間隔を隔てて重畳し、第
1の群に属するセラミックシートの部分間の隙間は絶縁
性樹脂によって満たされ、第2の群に属するセラミック
シートの部分間の隙間は絶縁性樹脂によって満たされ、
第1の群に属するセラミックシートの部分に固着された
内部電極の端縁は第1の外部電極によって互いに接続さ
れ、第2の群に属するセラミックシートの部分に固着さ
れた内部電極の端縁は第2の外部電極によって互いに接
続され、積層体の側面は第1の外部電極と第2の外部電
極とを除いて絶縁性樹脂で被覆されていることを特徴と
する積層型圧電セラミックス素子。
1. A ceramic sheet having a plurality of electrostrictive effects or piezoelectric effects, wherein a film-shaped internal electrode is fixed on the entire surface of one surface, and one internal electrode of two adjacent ceramic sheets is fixed. And a surface to which the other internal electrode is not fixed, and two adjacent ceramic sheets are laminated in a partially overlapped state. In the portion of the ceramic sheet that does not overlap with each other, the first group of every other layer overlaps at a distance from each other in the stacking direction, and the other second group of every other layer overlaps with the first group in the stacking direction. Without overlapping, the gaps between the portions of the ceramic sheets belonging to the first group are overlapped with each other in the stacking direction, and the gaps between the portions of the ceramic sheets belonging to the first group are filled with an insulating resin. The space is filled with insulating resin,
The edges of the internal electrodes fixed to the portion of the ceramic sheet belonging to the first group are connected to each other by the first external electrodes, and the edges of the internal electrodes fixed to the portion of the ceramic sheet belonging to the second group are A multi-layer piezoelectric ceramic element, which is connected to each other by a second external electrode and whose side surfaces are covered with an insulating resin except for the first external electrode and the second external electrode.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19928191A1 (en) * 1999-06-19 2000-10-26 Bosch Gmbh Robert Piezoactuator for operating mechanical component e.g. valve, has multilayer structure of piezo layers and in between internal electrodes via which electrical voltage is applied
JP2003501810A (en) * 1999-06-01 2003-01-14 リ、ホンギ Piezoelectric transformer with multi-output combining structure of extended vibration type

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DE19928191A1 (en) * 1999-06-19 2000-10-26 Bosch Gmbh Robert Piezoactuator for operating mechanical component e.g. valve, has multilayer structure of piezo layers and in between internal electrodes via which electrical voltage is applied

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