JPH0779026A - Piezoelectric actuator and its manufacture - Google Patents

Piezoelectric actuator and its manufacture

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JPH0779026A
JPH0779026A JP5162674A JP16267493A JPH0779026A JP H0779026 A JPH0779026 A JP H0779026A JP 5162674 A JP5162674 A JP 5162674A JP 16267493 A JP16267493 A JP 16267493A JP H0779026 A JPH0779026 A JP H0779026A
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JP
Japan
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spiral
rod
piezoelectric ceramic
electrode
shaped piezoelectric
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JP5162674A
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Inventor
Yoshiaki Fuda
良明 布田
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Tokin Corp
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Tokin Corp
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a piezoelectric actuator which has a simple construction, is easy to obtain at a low cost and shows a large displacement. CONSTITUTION:A spiral first electrode 12a and second electrode 12b are wound alternately on the longitudinal outer circumference of a rod-shaped piezoelectric ceramic 11 so as to have respective certain inclinations from the direction of a cross-section perpendicular to the longitudinal direction and not to cross each other. The spiral first and second electrodes 12a and 12b are connected respectively to two land electrodes 13a and 13b for lead wire connection which are provided 180 degrees apart from each other on the one side end of the longitudinal outer circumference of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11.

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、電気的エネルギーを変
位や力等の機械的エネルギーに変換する圧電アクチュエ
ータに関し、特に棒状の圧電セラミックを用いた圧電ア
クチュエータ及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric actuator for converting electric energy into mechanical energy such as displacement or force, and more particularly to a piezoelectric actuator using a rod-shaped piezoelectric ceramic and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の圧電アクチュエータは、
圧電セラミックの電界誘起歪みを利用した機能素子とし
て働くもので、例えばインパクトタイプのドットプリン
タにおけるワイヤー駆動部やピン駆動部,或いは半導体
製造装置,走査型トンネル顕微鏡等の微小で精密な位置
決め精度が要求される機器に適用されている。この位置
決め精度は通常サブミクロンオーダーである。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of piezoelectric actuator is
It functions as a functional element that uses the electric field induced strain of piezoelectric ceramics, and requires minute and precise positioning accuracy, for example, for wire drive units and pin drive units in impact type dot printers, semiconductor manufacturing equipment, scanning tunneling microscopes, etc. It is applied to the equipment that is used. This positioning accuracy is usually on the order of submicrons.

【0003】一般に、長さ方向の変位量を利用する圧電
アクチュエータは、電極ペーストの印刷技術とセラミッ
クグリーンシートの積層技術とを応用することにより、
対向する内部電極層と圧電セラミック層とを交互に多層
積層した積層型として構成される。
In general, a piezoelectric actuator utilizing a displacement amount in the longitudinal direction is obtained by applying an electrode paste printing technique and a ceramic green sheet laminating technique.
It is configured as a laminated type in which internal electrode layers and piezoelectric ceramic layers facing each other are alternately laminated in multiple layers.

【0004】図4は、従来の積層型圧電アクチュエータ
の基本的構造を斜視図により示したものである。この積
層型圧電セラミックアクチュエータにおいては、内部電
極42と外部電極44との接続に際して内部電極42の
引き出し部が圧電的に不活性とならないように、積層過
程で各側面に露出する内部電極42上に一層おきにガラ
ス絶縁層43を設け、そのガラス絶縁層43上に外部電
極44を配置させている。
FIG. 4 is a perspective view showing the basic structure of a conventional laminated piezoelectric actuator. In this laminated piezoelectric ceramic actuator, in order to prevent the lead-out portion of the internal electrode 42 from being piezoelectrically inactive when the internal electrode 42 and the external electrode 44 are connected, the internal electrode 42 is exposed on each side surface during the lamination process. A glass insulating layer 43 is provided every other layer, and an external electrode 44 is arranged on the glass insulating layer 43.

【0005】この積層型圧電セラミックアクチュエータ
は、駆動回路より電気的エネルギーを供給すると、圧電
縦効果により圧電セラミックシート41と内部電極42
との積層方向に生じる変位や駆動力を利用できる。
In this laminated piezoelectric ceramic actuator, when electric energy is supplied from the drive circuit, the piezoelectric ceramic sheet 41 and the internal electrodes 42 are formed by the piezoelectric vertical effect.
The displacement and driving force generated in the stacking direction with

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した積層型圧電ア
クチュエータの場合、その構造は非常に複雑であり、製
造工程においてはグリーンシートの作成,内部電極の印
刷,積層,焼結,ガラス絶縁層形成,外部電極形成等、
長期的に複雑で段階別な工程を要する。それ故、従来の
積層型圧電アクチュエータは歩留まり良く安価に製造す
ることが困難であるという問題がある。
In the case of the above-mentioned laminated piezoelectric actuator, its structure is very complicated, and in the manufacturing process, a green sheet is formed, internal electrodes are printed, laminated, sintered, and a glass insulating layer is formed. , External electrode formation, etc.
It requires long-term complicated and stepwise processes. Therefore, the conventional laminated piezoelectric actuator has a problem that it is difficult to manufacture it at a good yield and at a low cost.

【0007】又、従来の積層型圧電アクチュエータの場
合、構造的に積層方向と変位方向とが一致しているの
で、大きな変位量を得ようとすれば、セラミックシート
と内部電極との積層数を多くして積層方向に長い構造と
する必要がある。
Further, in the case of the conventional laminated piezoelectric actuator, since the laminating direction and the displacement direction are structurally coincident with each other, in order to obtain a large displacement amount, the number of laminated ceramic sheets and internal electrodes is increased. It is necessary to increase the number to make the structure long in the stacking direction.

【0008】しかしながら、積層数を多くすると脱バイ
ンダーや焼結の工程においてデラミネーションやクラッ
ク等の支障が発生するので、通常その積層長は20mm
程度が限界とされている。従って、大きな変位量を得る
場合には、複数の積層型圧電アクチュエータを複数直列
に接着することが必要になるが、このような構成ではコ
スト面で不利になるという問題がある。
However, if the number of laminated layers is increased, problems such as delamination and cracks occur in the steps of debinding and sintering, so that the laminated length is usually 20 mm.
The degree is limited. Therefore, in order to obtain a large displacement amount, it is necessary to bond a plurality of laminated piezoelectric actuators in series, but such a configuration has a problem in that it is disadvantageous in terms of cost.

【0009】本発明は、かかる問題点を解決すべくなさ
れたもので、その技術的課題は、簡素に構成されると共
に、容易にして安価に得られ、しかも変位量の大きな圧
電アクチュエータ及びその製造方法を提供することにあ
る。
The present invention has been made to solve the above problems, and the technical problem thereof is that the piezoelectric actuator is simple in construction, can be easily and inexpensively obtained, and has a large displacement amount, and its manufacture. To provide a method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、棒状圧
電セラミックの長さ方向における外周面に、該長さ方向
と直交する断面方向に対してそれぞれ傾きを有し、且つ
交わらないように交互に連続する螺旋状の第1の電極と
螺旋状の第2の電極とが巻回して設けられた圧電アクチ
ュエータが得られる。
According to the present invention, the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic in the length direction is inclined with respect to the cross-sectional direction orthogonal to the length direction and does not intersect. A piezoelectric actuator provided with spirally-wound first electrodes and spirally-wound second electrodes that are alternately continuous is provided.

【0011】又、本発明によれば、上記圧電アクチュエ
ータにおいて、棒状圧電セラミックの長さ方向における
外周面には、該長さ方向と直交する断面方向に対してそ
れぞれ傾きを有し、且つ交わらないように交互に連続す
る螺旋状の第1の切り欠け溝と螺旋状の第2の切り欠け
溝とが設けられ、螺旋状の第1の電極と螺旋状の第2の
電極とは、それぞれ棒状圧電セラミックの外周面にほぼ
一致するように第1の切り欠け溝内と第2の切り欠け溝
内とに充填された金属材料によって構成された圧電アク
チュエータが得られる。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned piezoelectric actuator, the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic in the length direction is inclined with respect to the cross-sectional direction orthogonal to the length direction and does not intersect. Thus, the spiral first notch groove and the spiral second notch groove are alternately provided, and the spiral first electrode and the spiral second electrode are rod-shaped, respectively. A piezoelectric actuator made of a metal material filled in the first notch groove and the second notch groove so as to substantially match the outer peripheral surface of the piezoelectric ceramic is obtained.

【0012】一方、本発明によれば、棒状圧電セラミッ
クの長さ方向における外周面の片端部に所定距離を隔て
て2本の金属電極線の端部をそれぞれ固定し、該2本の
金属電極線を供給しながら該2本の金属電極線と該棒状
圧電セラミックとを該棒状圧電セラミックの中心軸方向
に沿うように相対的に移動させることで、該棒状圧電セ
ラミックの外周面に該長さ方向と直交する断面方向に対
してそれぞれ傾きを有し、且つ交わらないように交互に
連続する螺旋状の第1の電極線と螺旋状の第2の電極線
と形成する電極形成工程を含む圧電アクチュエータの製
造方法が得られる。
On the other hand, according to the present invention, the end portions of the two metal electrode wires are fixed to one end portion of the outer peripheral surface in the lengthwise direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic at a predetermined distance, and the two metal electrode wires are fixed. While the wire is being supplied, the two metal electrode wires and the rod-shaped piezoelectric ceramic are relatively moved along the central axis direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic, so that the length is provided on the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic. A piezoelectric including an electrode forming step of forming spiral first electrode lines and spiral second electrode lines that are alternately inclined so as not to intersect each other with respect to a cross-sectional direction orthogonal to the direction. An actuator manufacturing method is obtained.

【0013】又、本発明によれば、所定距離を隔てて固
定された電極ペースト印刷用の2つの印刷部をそれぞれ
棒状圧電セラミックの長さ方向における外周面の片端部
に接触させ、該電極ペーストを供給しながら該2つの印
刷部と該棒状圧電セラミックとを該棒状圧電セラミック
の中心軸方向に沿うように相対的に移動させることで、
該棒状圧電セラミックの外周面に該長さ方向と直交する
断面方向に対してそれぞれ傾きを有し、且つ交わらない
ように交互に連続する螺旋状の第1の金属ペーストと螺
旋状の第2の金属ペーストとを形成する金属ペースト形
成工程を含む圧電アクチュエータの製造方法が得られ
る。
Further, according to the present invention, the two printing portions for printing the electrode paste fixed at a predetermined distance are respectively brought into contact with one end portion of the outer peripheral surface in the longitudinal direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic, and the electrode paste is printed. By relatively moving the two printing portions and the rod-shaped piezoelectric ceramic along the central axis direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic while supplying
On the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic, a spiral first metal paste and a spiral second metal paste, which are respectively inclined with respect to a cross-sectional direction orthogonal to the length direction and are alternately continuous so as not to intersect each other, are formed. A method of manufacturing a piezoelectric actuator including a metal paste forming step of forming a metal paste is obtained.

【0014】更に、本発明によれば、所定距離を隔てて
固定された切削用の2つの切削部をそれぞれ棒状圧電セ
ラミックの長さ方向における外周面の片端部に接触さ
せ、該2つの切削部と該棒状圧電セラミックとを該棒状
圧電セラミックの中心軸方向に沿うように相対的に移動
させることで、該棒状圧電セラミックの外周面に該長さ
方向と直交する断面方向に対してそれぞれ傾きを有し、
且つ交わらないように交互に連続する螺旋状の第1の切
り欠け溝と螺旋状の第2の切り欠け溝とを形成する溝形
成工程と、棒状圧電セラミックの外周面全体に金属材料
を塗布する金属材塗布工程と、棒状圧電セラミックの外
周面から金属材料を螺旋状の第1及び第2の切り欠け溝
内に充填されたものが該棒状圧電セラミックの外周面に
ほぼ一致して残存するように除去することにより、該螺
旋状の第1の切り欠け溝内と該螺旋状の第2の切り欠け
溝内とにそれぞれ螺旋状の第1の金属ペーストと螺旋状
の第2の金属ペーストとを形成する金属材除去工程とを
含む圧電アクチュエータの製造方法が得られる。
Further, according to the present invention, the two cutting portions for cutting fixed at a predetermined distance are respectively brought into contact with one end portion of the outer peripheral surface in the longitudinal direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic, and the two cutting portions are brought into contact with each other. And the rod-shaped piezoelectric ceramic are relatively moved along the central axis direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic so that the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic is inclined with respect to the cross-sectional direction orthogonal to the length direction. Have,
In addition, a groove forming step of forming a spiral first notch groove and a spiral second notch groove that are alternately continuous so as not to intersect each other, and a metal material is applied to the entire outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic. The metal material application step and the one in which the metal material is filled in the spiral first and second cutout grooves from the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic are left so as to substantially coincide with the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic. To remove the spiral first metal paste and the spiral second metal paste in the spiral first notch and in the spiral second notch, respectively. A method of manufacturing a piezoelectric actuator including a step of removing a metal material for forming a piezoelectric actuator is obtained.

【0015】加えて、本発明によれば、上記何れかの圧
電アクチュエータの製造方法において、更に、螺旋状の
第1の金属ペーストと螺旋状の第2の金属ペーストとを
乾燥,熱処理してそれぞれ螺旋状の第1の電極と螺旋状
の第2の電極とする電極成形工程を含む圧電アクチュエ
ータの製造方法が得られる。
In addition, according to the present invention, in the method for manufacturing a piezoelectric actuator according to any one of the above, further, the spiral first metal paste and the spiral second metal paste are dried and heat-treated, respectively. A method of manufacturing a piezoelectric actuator including an electrode forming step of forming a spiral first electrode and a spiral second electrode is obtained.

【0016】[0016]

【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の圧電アクチュ
エータ及びその製造方法について、図面を参照して詳細
に説明する。
The piezoelectric actuator of the present invention and the method for manufacturing the same will be described in detail below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明の一実施例に係る圧電アク
チュエータを斜視図により示したものである。この圧電
アクチュエータは、棒状圧電セラミック11の長さ方向
の外周面に、その長さ方向と直交する断面方向に対して
それぞれ傾きを有し、且つ交わらないように交互に連続
する螺旋状の第1の電極12a(以下、第1の螺旋状電
極12aとする)と螺旋状の第2の電極12b(以下、
第2の螺旋状電極12bとする)とが巻回して設けられ
ている。
FIG. 1 is a perspective view showing a piezoelectric actuator according to an embodiment of the present invention. This piezoelectric actuator has a spiral first first outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 that is inclined with respect to a cross-sectional direction orthogonal to the lengthwise direction and that is alternately continuous so as not to intersect. Electrode 12a (hereinafter, referred to as first spiral electrode 12a) and second spiral electrode 12b (hereinafter, referred to as
The second spiral electrode 12b) is wound around.

【0018】又、棒状圧電セラミック11の片端部に
は、ランド電極13a,13bが設けられ、第1の螺旋
状電極12aと第2の螺旋状電極12bとはそれぞれラ
ンド電極13a,13bに接続されている。
Land electrodes 13a and 13b are provided at one end of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11, and the first spiral electrode 12a and the second spiral electrode 12b are connected to the land electrodes 13a and 13b, respectively. ing.

【0019】このような圧電アクチュエータを製造する
場合、例えば電極形成工程として、棒状圧電セラミック
11の長さ方向における外周面の片端部に所定距離を隔
てて2本の金属電極線の端部をそれぞれ固定し、2本の
金属電極線を供給しながらこの2本の金属電極線と棒状
圧電セラミック11とを棒状圧電セラミック11の中心
軸方向に沿うように相対的に移動させると、一意的に第
1及び第2の螺旋状電極12a,12bが得られる。
When manufacturing such a piezoelectric actuator, for example, as an electrode forming step, the ends of two metal electrode wires are separated from one end of the outer peripheral surface in the lengthwise direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 with a predetermined distance. By fixing and relatively moving the two metal electrode wires and the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 along the central axis direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 while supplying the two metal electrode wires, a unique first The first and second spiral electrodes 12a and 12b are obtained.

【0020】或いは、金属ペースト形成工程として、先
ず所定距離を隔てて固定された電極ペースト印刷用の2
つの印刷部をそれぞれ棒状圧電セラミック11の長さ方
向における外周面の片端部に接触させ、電極ペーストを
供給しながら2つの印刷部と棒状圧電セラミック11と
を棒状圧電セラミック11の中心軸方向に沿うように相
対的に移動させ、交互に螺旋状の第1の金属ペーストと
螺旋状の第2の金属ペーストとを形成した後、電極成形
工程にてこれらの螺旋状の第1の金属ペーストと螺旋状
の第2の金属ペーストとを乾燥,熱処理すれば、それぞ
れ第1の螺旋状電極12a,12bが得られる。
Alternatively, as a metal paste forming step, first, a 2 for electrode paste printing is fixed at a predetermined distance.
The two printed portions are brought into contact with one end of the outer peripheral surface in the length direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11, and the two printed portions and the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 are provided along the central axis direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 while supplying the electrode paste. As described above, the spiral first metal paste and the spiral second metal paste are alternately formed, and then the spiral first metal paste and the spiral first metal paste are spirally formed in the electrode forming step. The first spiral electrodes 12a and 12b are respectively obtained by drying and heat-treating the second metal paste in the shape of a circle.

【0021】このような圧電アクチュエータにおいて
は、第1及び第2の螺旋状電極12a,12bにそれぞ
れランド電極13a,13bを介してプラス,マイナス
の電圧を印加すると、各螺旋状電極12a,12b間に
おけるセラミック部に電圧が加わり、そのセラミック部
が圧電縦効果により電界の方向に伸びの歪を発生する。
印加電圧の電界方向は棒状圧電セラミック11の長さ方
向から僅かにずれているが、各螺旋状電極12a,12
bが棒状圧電セラミック11の長さ方向における外周面
に巻回されているので、伸びの歪方向は平均化されて棒
状圧電セラミック11の長さ方向に一致する変位とな
る。この変位量の大きさは棒状圧電セラミック11の材
料定数である圧電定数,各螺旋状電極12a,12bに
おける巻回数,及び印加電圧の積に比例する。従って、
棒状圧電セラミック11の長さ寸法を長くすると、各螺
旋状電極12a,12bの巻回数を多くすることができ
るので、圧電アクチュエータの変位量を容易に大きくす
ることができる。
In such a piezoelectric actuator, when positive and negative voltages are applied to the first and second spiral electrodes 12a and 12b via the land electrodes 13a and 13b, respectively, the spiral electrodes 12a and 12b are connected to each other. When a voltage is applied to the ceramic portion in, the ceramic portion generates a strain of extension in the direction of the electric field due to the piezoelectric vertical effect.
Although the electric field direction of the applied voltage is slightly deviated from the length direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11, the spiral electrodes 12a, 12
Since b is wound around the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 in the length direction, the strain directions of the elongation are averaged and the displacements coincide with the length direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11. The magnitude of this displacement is proportional to the product of the piezoelectric constant, which is the material constant of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11, the number of turns in each spiral electrode 12a, 12b, and the applied voltage. Therefore,
If the length of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 is increased, the number of windings of the spiral electrodes 12a and 12b can be increased, so that the displacement amount of the piezoelectric actuator can be easily increased.

【0022】次に、具体的な幾つかの実施例により、こ
の圧電アクチュエータの製造方法を更に詳細に説明す
る。
Next, the method for manufacturing the piezoelectric actuator will be described in more detail with reference to some specific examples.

【0023】(実施例1)実施例1では、先ず原材料と
して、Pb(Ni0.5 Nb0.5 0.5 Ti0.35Zr0.15
3 なる化学組成を有すると共に、縦効果圧電定数が6
35×10-12 [m/V]の圧電セラミックの材料粉末
をプレス成型した後、大気中1200℃で焼結すること
により、図1に示したような直径10[mm],長さ7
7[mm]の棒状圧電セラミック11を製造した。
Example 1 In Example 1, first, as a raw material, Pb (Ni 0.5 Nb 0.5 ) 0.5 Ti 0.35 Zr 0.15
It has a chemical composition of O 3 and a longitudinal effect piezoelectric constant of 6
Piezoelectric ceramic material powder of 35 × 10 −12 [m / V] is press-molded and then sintered at 1200 ° C. in the atmosphere to obtain a diameter of 10 [mm] and a length of 7 as shown in FIG.
A rod-shaped piezoelectric ceramic 11 of 7 [mm] was manufactured.

【0024】次に、この棒状圧電セラミック11の長さ
方向の外周面の片端部における互いに180度離れた位
置に2個のリード線取り付け用となる直径2[mm]の
ランド電極13a,13bを形成した。その後、各ラン
ド電極13a,13bにそれらの間隔に一致するように
設置された2つの印刷ヘッドを接触固定し、電極ペース
トを供給しつつ、且つ棒状圧電セラミック11を長さ方
向における中心軸の周りに回転させながら、棒状圧電セ
ラミック11をその中心軸方向に沿うように移動させ
(尚、ここでは2つの印刷ヘッドの方を棒状圧電セラミ
ック11の周りに回転させても良い)、線幅0.5[m
m]で棒状圧電セラミック11の長さ方向と直交する断
面方向に対してそれぞれ9度傾くように、ピッチ5[m
m]で電極ペーストを螺旋状に14回の巻回数で巻回形
成することにより、それぞれランド電極13a,13b
に接続された螺旋状の第1の電極ペースト,第2の電極
ペーストを形成した。
Next, land electrodes 13a and 13b having a diameter of 2 [mm] for attaching two lead wires are attached at positions 180 degrees apart from each other at one end of the outer peripheral surface in the longitudinal direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11. Formed. After that, the two print heads installed so as to correspond to the intervals between the land electrodes 13a and 13b are fixed in contact with each other, and while supplying the electrode paste, the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 is rotated around the central axis in the longitudinal direction. While the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 is being rotated, the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 is moved along the central axis direction (here, the two print heads may be rotated around the rod-shaped piezoelectric ceramic 11), and the line width of 0. 5 [m
m], the pitch of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 is 5 [m
m], the electrode paste is spirally wound 14 times to form the land electrodes 13a and 13b, respectively.
A spiral first electrode paste and a second electrode paste connected to each other were formed.

【0025】引き続き、各電極ペーストを乾燥後、熱処
理することにより、それぞれ第1の螺旋状電極12a,
第1の螺旋状電極12bに成形して圧電アクチュエータ
を作成した。
Subsequently, each electrode paste is dried and then heat-treated to form a first spiral electrode 12a, respectively.
A piezoelectric actuator was prepared by molding the first spiral electrode 12b.

【0026】この圧電アクチュエータに直流電圧を印加
して変位量を調べたところ、表1に示すような結果とな
った。
When a direct current voltage was applied to this piezoelectric actuator and the amount of displacement was examined, the results shown in Table 1 were obtained.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】表1からは、この圧電アクチュエータの場
合、0.5〜2[kV]の電圧印加で8.5〜32.5
[μm]の大きな変位量が得られることが判る。
From Table 1, in the case of this piezoelectric actuator, 8.5 to 32.5 when a voltage of 0.5 to 2 [kV] is applied.
It can be seen that a large displacement amount of [μm] can be obtained.

【0029】(実施例2)実施例2では、実施例1と同
様な手順でランド電極13a,13bを有する棒状圧電
セラミック11を作成した後、各ランド電極13a,1
3bにそれぞれ幅0.2[mm],厚さ0.05[m
m]の第1の金属電極線,第2の金属電極線の端部をそ
れぞれ半田付けで固定した後、第1及び第2の金属電極
線を供給しつつ、且つ棒状圧電セラミック11を長さ方
向における中心軸の周りに回転させながら、棒状圧電セ
ラミック11をその中心軸方向に沿うように移動させ
(尚、ここでも第1及び第2の金属電極線の方を棒状圧
電セラミック11の周りに回転させても良い)、棒状圧
電セラミック11の長さ方向と直交する断面方向に対し
てそれぞれ5度傾くように、ピッチ3[mm]で螺旋状
に22回の巻回数で巻回形成することにより、第1の螺
旋状電極12a,第2の螺旋状電極12bを有する圧電
アクチュエータを作成した。
(Embodiment 2) In the embodiment 2, after the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 having the land electrodes 13a and 13b is prepared by the same procedure as that of the embodiment 1, the respective land electrodes 13a and 1b are formed.
3b each have a width of 0.2 [mm] and a thickness of 0.05 [m.
m], the ends of the first metal electrode wire and the second metal electrode wire are fixed by soldering, respectively, and then the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 is lengthened while supplying the first and second metal electrode wires. The rod-shaped piezoelectric ceramic 11 is moved along the central axis direction while rotating about the central axis in the direction (here, the first and second metal electrode wires are also moved around the rod-shaped piezoelectric ceramic 11). The rod-shaped piezoelectric ceramic 11 may be spirally wound at a pitch of 3 [mm] with a winding number of 22 times so as to be inclined 5 degrees with respect to the cross-sectional direction orthogonal to the length direction. Thus, a piezoelectric actuator having the first spiral electrode 12a and the second spiral electrode 12b was produced.

【0030】この圧電アクチュエータに直流電圧を印加
して変位量を調べたところ、表2に示すような結果とな
った。
When a DC voltage was applied to this piezoelectric actuator and the amount of displacement was examined, the results shown in Table 2 were obtained.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】表2からは、この圧電アクチュエータの場
合、0.5〜2[kV]の電圧印加で14.5〜57.
5[μm]の大きな変位量が得られることが判る。尚、
実施例1のものと比較すれば、実施例2のものの方が同
じ印加電圧で大きな変位量が得られているが、これは巻
回数が多いためである。
From Table 2, in the case of this piezoelectric actuator, 14.5 to 57.
It can be seen that a large displacement amount of 5 [μm] can be obtained. still,
Compared to the first embodiment, the second embodiment obtains a larger displacement amount with the same applied voltage, but this is because the number of windings is large.

【0033】(実施例3)実施例3では、実施例1と同
様な手順でランド電極13a,13bを有する直径10
[mm],長さ76.2[mm]の棒状圧電セラミック
11を作成した後、各ランド電極にそれぞれ幅a[m
m]の第1の金属電極線,第2の金属電極線の端部をそ
れぞれ半田付けで固定した後、第1及び第2の金属電極
線を供給しつつ、且つ棒状圧電セラミック11を長さ方
向における中心軸の周りに回転させながら、棒状圧電セ
ラミック11をその中心軸方向に沿う方向に移動させ、
棒状圧電セラミック11の長さ方向と直交する断面方向
に対してそれぞれθ度傾くように、ピッチp[mm]で
螺旋状にn回の巻回数で巻回形成することにより、第1
の螺旋状電極12a,第2の螺旋状電極12bを有する
圧電アクチュエータを作成した。ここで、第1及び第2
の螺旋状電極12a,12bの棒状圧電セラミック11
の長さ方向における間隔(距離)は(p/2−a)[m
m]である。
(Third Embodiment) In the third embodiment, the diameter 10 having the land electrodes 13a and 13b is obtained by the same procedure as in the first embodiment.
After forming the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 having a length of [mm] and a length of 76.2 [mm], the width a [m] is applied to each land electrode.
m], the ends of the first metal electrode wire and the second metal electrode wire are fixed by soldering, respectively, and then the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 is lengthened while supplying the first and second metal electrode wires. The rod-shaped piezoelectric ceramic 11 is moved in a direction along the central axis direction while rotating around the central axis in the direction,
The rod-shaped piezoelectric ceramic 11 is spirally wound at a pitch p [mm] at an angle of θ with respect to a cross-sectional direction orthogonal to the longitudinal direction, and is formed by winding n times.
A piezoelectric actuator having the spiral electrode 12a and the second spiral electrode 12b was prepared. Where the first and second
Rod-shaped piezoelectric ceramics 11 of spiral electrodes 12a, 12b
The distance (distance) in the length direction of (p / 2-a) [m
m].

【0034】因みに、図2は棒状圧電セラミック11外
周面上における各螺旋状電極12a,12bの形成位置
を説明するために示した圧電アクチュエータの平面的な
展開図である。各螺旋状電極12a,12bは、展開図
上では斜めに平行する線状となる。
Incidentally, FIG. 2 is a plan development view of the piezoelectric actuator shown for explaining the formation positions of the spiral electrodes 12a and 12b on the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11. Each of the spiral electrodes 12a and 12b has a linear shape that is diagonally parallel in the developed view.

【0035】そこで、このような製造方法に従って上述
した電極パラメータ(a,θ,p,n)を各種変化させ
て幾つかの仕様が異なる圧電アクチュエータを作成し、
これら圧電アクチュエータに直流電圧を印加して変位量
を調べたところ、表3に示すような結果となった。
Therefore, in accordance with such a manufacturing method, the above-mentioned electrode parameters (a, θ, p, n) are variously changed to produce piezoelectric actuators having different specifications.
When a direct current voltage was applied to these piezoelectric actuators and the amount of displacement was examined, the results shown in Table 3 were obtained.

【0036】[0036]

【表3】 [Table 3]

【0037】表3からは、この圧電アクチュエータの場
合、a,θ,p,nに関する電極パラメータを各種仕様
I,II,III として変更することで、500[V]〜2
[kV]の電圧印加条件下で8.5〜54[μm]の大
きな変位量が得られることが判る。但し、仕様Iの圧電
アクチュエータにおける電極間隔は0.8[mm]であ
り、この電極間隔では過大な電圧印加条件で電極間に短
絡を起こす可能性が有るので、印加電圧2[kV]にお
ける測定は回避している。
From Table 3, in the case of this piezoelectric actuator, by changing the electrode parameters relating to a, θ, p, and n as various specifications I, II, and III, 500 [V] to 2 can be obtained.
It can be seen that a large displacement amount of 8.5 to 54 [μm] can be obtained under the voltage application condition of [kV]. However, the electrode interval in the piezoelectric actuator of specification I is 0.8 [mm], and there is a possibility of causing a short circuit between the electrodes under this voltage interval with an excessive voltage application condition. Therefore, measurement at an applied voltage of 2 [kV] Is avoiding.

【0038】ところで、本発明の圧電アクチュエータ及
びその製造方法は、以下に説明するように変形すること
もできる。
By the way, the piezoelectric actuator of the present invention and the manufacturing method thereof can be modified as described below.

【0039】即ち、この圧電アクチュエータは、図3に
示すように、棒状圧電セラミック21の長さ方向におけ
る外周面に、この長さ方向と直交する断面方向に対して
それぞれ傾きを有し、且つ交わらないように連続して交
互に設けられた螺旋状の第1の切り欠け溝H1 内と螺旋
状の第2の切り欠け溝H2 内とにそれぞれ金属材料
1 ,Z2 を棒状圧電セラミック21の外周面にほぼ一
致するように充填することにより、先の各実施例に対応
する第1の螺旋状電極31aと第2の螺旋状電極31b
とが構成されるものである。
That is, as shown in FIG. 3, in this piezoelectric actuator, the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21 in the lengthwise direction is inclined with respect to the cross-sectional direction orthogonal to the lengthwise direction and intersects. So that the metal materials Z 1 and Z 2 are respectively provided in the spiral first notch groove H 1 and the spiral second notch groove H 2 which are continuously provided alternately so as not to exist. The first spiral electrode 31a and the second spiral electrode 31b corresponding to the above-described respective embodiments are filled by filling the outer peripheral surface of 21 so as to be substantially aligned with each other.
And are constructed.

【0040】この圧電アクチュエータを製造する場合に
は、先ず溝形成工程として、所定距離を隔てて固定され
た切削用の2つの切削部をそれぞれ棒状圧電セラミック
21の長さ方向における外周面の片端部に接触させ、2
つの切削部とこの棒状圧電セラミック21とを棒状圧電
セラミック21の中心軸方向に沿うように相対的に移動
させ、棒状圧電セラミック21の外周面にその長さ方向
と直交する断面方向に対してそれぞれ傾きを有し、且つ
交わらないように交互に連続する螺旋状の第1の切り欠
け溝H1 ,第2の切り欠け溝H2 を形成する。
In the case of manufacturing this piezoelectric actuator, first, in a groove forming step, two cutting portions for cutting fixed at a predetermined distance are respectively formed on one end portion of the outer peripheral surface in the longitudinal direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21. Contact with 2
The two cut portions and the rod-shaped piezoelectric ceramic 21 are relatively moved along the central axis direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21, and the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21 is cross-sectionally orthogonal to its lengthwise direction. First spiral notch grooves H 1 and second spiral notch grooves H 2 are formed so as to have an inclination and are continuous so as not to intersect each other.

【0041】次に、金属材塗布工程として、棒状圧電セ
ラミック21の外周面全体に金属材料を塗布した後、引
き続き金属材除去工程として、棒状圧電セラミック21
の外周面に塗布した金属材料を螺旋状の第1及び第2の
切り欠け溝H1 ,H2 内に充填されたものがこの棒状圧
電セラミック21の外周面にほぼ一致して残されるよう
に除去してそれぞれ螺旋状の第1の金属ペーストと螺旋
状の第2の金属ペーストとを得る。最終的に、電極成形
工程として、螺旋状の第1の金属ペーストと螺旋状の第
2の金属ペーストとを乾燥,熱処理してそれぞれ第1の
螺旋状電極31aと第2の螺旋状電極31bとする。
Next, as a metal material applying step, a metal material is applied to the entire outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21, and then, as a metal material removing step, the rod-shaped piezoelectric ceramic 21.
The metal material applied to the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21 is filled in the spiral first and second cutout grooves H 1 and H 2 so as to substantially match the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21. By removing them, a spiral first metal paste and a spiral second metal paste are obtained. Finally, as an electrode forming step, the spiral first metal paste and the spiral second metal paste are dried and heat-treated to form a first spiral electrode 31a and a second spiral electrode 31b, respectively. To do.

【0042】この圧電アクチュエータも、第1及び第2
の螺旋状電極31a,31bにそれぞれランド電極を介
してプラス,マイナスの電圧を印加すると、各螺旋状電
極31a,31b間におけるセラミック部に電圧が加わ
り、そのセラミック部が圧電縦効果により電界の方向に
伸びの歪を発生する。
This piezoelectric actuator also includes the first and second piezoelectric actuators.
When positive and negative voltages are applied to the spiral electrodes 31a and 31b of the respective electrodes via the land electrodes, a voltage is applied to the ceramic portion between the spiral electrodes 31a and 31b, and the ceramic portion causes the direction of the electric field due to the piezoelectric longitudinal effect. Generates strain in elongation.

【0043】先の各実施例の圧電アクチュエータ場合
は、セラミック部の表面に形成された電極であって、そ
の電界は表面近傍で棒状圧電セラミック11の長さ方向
に直交するものであったが、この実施例の場合は各切り
欠け溝H1 ,H2 を形成することで棒状圧電セラミック
21の長さ方向における電界成分が大きくなって、先の
各実施例の場合よりも電界誘起歪の効率が良くなる。更
に、棒状圧電セラミック21全体に金属ペースト材料を
塗布し、各切り欠け溝H1 ,H2 内以外のセラミック表
面の付着金属を除去することで金属の充填を容易に行い
得る。
In the case of the piezoelectric actuators of the above-mentioned respective embodiments, the electrodes are formed on the surface of the ceramic portion, and the electric field thereof is orthogonal to the length direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 11 in the vicinity of the surface. In the case of this embodiment, the electric field component in the lengthwise direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21 is increased by forming the notch grooves H 1 and H 2, and the efficiency of the electric field induced strain is higher than that of the previous embodiments. Will get better. Further, the metal paste material is applied to the entire rod-shaped piezoelectric ceramic 21 and the metal adhering to the ceramic surface other than the inside of the notch grooves H 1 and H 2 is removed, whereby the metal can be easily filled.

【0044】そこで、この圧電アクチュエータの製造方
法についても、以下に具体的な実施例を挙げて詳細に説
明する。
Therefore, the method of manufacturing this piezoelectric actuator will be described in detail below with reference to specific examples.

【0045】(実施例4)実施例4では、実施例1と同
様な手順で断面形状がリング状であって、直径10[m
m],長さ76.2[mm],内径7[mm]の棒状圧
電セラミック21を作成した後、この棒状圧電セラミッ
ク21の長さ方向の外周面の片端部における互いに18
0度離れた位置にそれぞれ直径2[mm],深さ0.2
[mm]のランド電極用切り欠け溝を形成した。
(Embodiment 4) In Embodiment 4, the procedure is the same as that of Embodiment 1, and the sectional shape is a ring shape and the diameter is 10 [m.
m], a length of 76.2 [mm], and an inner diameter of 7 [mm] are formed.
2 mm in diameter and 0.2 in depth at positions 0 degrees apart
A [mm] notch for a land electrode was formed.

【0046】次に、各ランド電極用切り欠け溝内に一致
した間隔で各溝縁に切削用の2つの切削刃を設定した
後、棒状圧電セラミック21をその長さ方向における中
心軸の周りに回転させながらその中心軸方向に沿うよう
に移動させ(尚、ここでも2つの切削刃の方を棒状圧電
セラミック21の周りに回転させても良い)、棒状圧電
セラミック21の外周面にその長さ方向と直交する断面
方向に対してそれぞれθ度傾きを有し、且つピッチp
[mm],外周面に対する形状的な巻回数n,幅A[m
m],深さB[mm]のV字状の第1及び第2の切り欠
け溝H1 ,H2 を螺旋状に形成した。更に、棒状圧電セ
ラミック21外周面全体に金属ペースト材を塗布した
後、螺旋状の第1及び第2の切り欠け溝H1 ,H2 内の
ものが棒状圧電セラミック21外周面にほぼ一致して残
されるように金属ペースト材を除去することで、螺旋状
の第1の金属ペースト,第2の金属ペーストを得る。最
終的に螺旋状の第1の金属ペーストと螺旋状の第2の金
属ペーストとを乾燥,熱処理することにより、それぞれ
図3に示したような第1の螺旋状電極31aと第2の螺
旋状電極31bとを有する圧電アクチュエータを作成し
た。
Next, two cutting blades for cutting are set on each groove edge at intervals matching in the notch groove for each land electrode, and then the rod-shaped piezoelectric ceramic 21 is placed around the central axis in the length direction. While rotating, it is moved along the central axis direction (here, the two cutting blades may also be rotated around the rod-shaped piezoelectric ceramic 21), and the length thereof is provided on the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21. Each has an inclination of θ degrees with respect to the cross-sectional direction orthogonal to the direction, and has a pitch p
[Mm], number of windings n in shape on the outer peripheral surface, width A [m
m] and depth B [mm], V-shaped first and second notch grooves H 1 and H 2 were formed in a spiral shape. Further, after applying the metal paste material to the entire outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21, the spiral first and second notch grooves H 1 and H 2 are substantially aligned with the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic 21. By removing the metal paste material so as to be left, the spiral first metal paste and the second metal paste are obtained. Finally, by drying and heat-treating the spiral first metal paste and the spiral second metal paste, respectively, the first spiral electrode 31a and the second spiral electrode as shown in FIG. 3 are obtained. A piezoelectric actuator having an electrode 31b was created.

【0047】そこで、この製造方法に従って溝形状に関
連する上述した電極パラメータ(A,B,θ,p,n)
を実施例3の場合と同様に各種変化させることにより、
幾つかの仕様が異なる圧電アクチュエータを作成し、こ
れら圧電アクチュエータに直流電圧を印加して変位量を
調べたところ、表4に示すような結果となった。
Therefore, the above-mentioned electrode parameters (A, B, θ, p, n) related to the groove shape according to this manufacturing method are used.
By variously changing as in the case of Example 3,
When several piezoelectric actuators having different specifications were prepared and a direct current voltage was applied to these piezoelectric actuators to examine the displacement amount, the results shown in Table 4 were obtained.

【0048】[0048]

【表4】 [Table 4]

【0049】表4からは、この圧電アクチュエータの場
合、A,B,θ,p,nに関する電極パラメータを変更
すると、500[V]〜1[kV]の電圧印加で10.
2〜67.5[μm]の大きな変位量が得られることが
判った。ここで、実施例3の場合と比較して同じ電極パ
ラメータの条件下では実施例4のものの方が大きな変位
量が得られているが、これは溝による電界のセラミック
中への影響と、リング状の断面形状による圧電的に不活
性な長さ方向における中空部の影響(セラミック部分の
除去効果)とによるものである。
From Table 4, in the case of this piezoelectric actuator, when the electrode parameters for A, B, θ, p, and n are changed, it is possible to apply the voltage of 500 [V] to 1 [kV] to 10.
It was found that a large displacement amount of 2 to 67.5 [μm] can be obtained. Here, compared to the case of Example 3, a larger displacement amount was obtained in Example 4 under the same electrode parameter conditions. This is due to the influence of the electric field due to the groove on the ceramic and the ring. This is due to the influence of the hollow portion in the length direction that is piezoelectrically inactive (the effect of removing the ceramic portion) due to the cross-sectional shape of the shape.

【0050】尚、上述した実施例1〜実施例3の圧電ア
クチュエータでは、圧電セラミック11の形状をその断
面形状が円である円柱状としたが、これらの各実施例に
おいてもその形状を断面形状がリング状である中空円柱
状としても良い。又、圧電セラミックの形状は、その断
面形状が上述した円又はリング状以外の多角形となる多
角柱とすることもできる。更に、圧電セラミックの形状
は、その断面形状が相似的に変化するものであれば、長
さ方向において変化するものでも適用の対象とすること
ができる。
In the piezoelectric actuators of Examples 1 to 3 described above, the shape of the piezoelectric ceramic 11 was a columnar shape having a circular cross section, but in each of these Examples, the shape is also a cross section. It may be a hollow cylinder having a ring shape. Further, the shape of the piezoelectric ceramic may be a polygonal column whose cross-sectional shape is a polygon other than the above-mentioned circle or ring. Further, the shape of the piezoelectric ceramic can be applied even if it changes in the length direction as long as its cross-sectional shape changes in a similar manner.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、圧電セラミックの外周面に電圧印加用の2つの電極
を螺旋状に設けているので、変位量の大きな圧電アクチ
ュエータを容易にして簡素に構成することができる。こ
の圧電アクチュエータは、製造プロセスが簡単であるの
で、安価に提供されるという長所がある。
As described above, according to the present invention, since the two electrodes for voltage application are spirally provided on the outer peripheral surface of the piezoelectric ceramic, the piezoelectric actuator having a large displacement amount can be facilitated. It can be configured simply. This piezoelectric actuator has an advantage that it can be provided at a low cost because the manufacturing process is simple.

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

【図1】本発明の一実施例に係る圧電アクチュエータを
示した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a piezoelectric actuator according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例3に係る圧電アクチュエータを
示した展開図である。
FIG. 2 is a development view showing a piezoelectric actuator according to a third embodiment of the invention.

【図3】本発明の実施例4に係る圧電アクチュエータを
示した側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a piezoelectric actuator according to a fourth embodiment of the present invention.

【図4】従来の積層型圧電アクチュエータを示した斜視
図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a conventional laminated piezoelectric actuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21 棒状圧電セラミック 12a,12b,31a,31b 螺旋状電極 13a,13b ランド電極 41 圧電セラミック 42 内部電極 43 ガラス絶縁層 44 外部電極 H1 ,H2 切り欠け状溝部 Z1 ,Z2 金属材料11, 21 Rod-shaped piezoelectric ceramics 12a, 12b, 31a, 31b Spiral electrodes 13a, 13b Land electrode 41 Piezoelectric ceramic 42 Internal electrode 43 Glass insulating layer 44 External electrodes H 1 , H 2 Notched groove parts Z 1 , Z 2 Metal material

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 棒状圧電セラミックの長さ方向における
外周面に、該長さ方向と直交する断面方向に対してそれ
ぞれ傾きを有し、且つ交わらないように交互に連続する
螺旋状の第1の電極と螺旋状の第2の電極とが巻回して
設けられたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
1. A spiral-shaped first outer peripheral surface of a rod-shaped piezoelectric ceramic, which has an inclination with respect to a cross-sectional direction orthogonal to the length direction, and which is alternately continuous so as not to intersect. A piezoelectric actuator in which an electrode and a spiral second electrode are wound and provided.
【請求項2】 請求項1記載の圧電アクチュエータにお
いて、前記棒状圧電セラミックの長さ方向における外周
面には、該長さ方向と直交する断面方向に対してそれぞ
れ傾きを有し、且つ交わらないように交互に連続する螺
旋状の第1の切り欠け溝と螺旋状の第2の切り欠け溝と
が設けられ、前記螺旋状の第1の電極と前記螺旋状の第
2の電極とは、それぞれ前記棒状圧電セラミックの外周
面にほぼ一致するように前記第1の切り欠け溝内と前記
第2の切り欠け溝内とに充填された金属材料によって構
成されたことを特徴とする圧電アクチュエータ。
2. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic in a longitudinal direction has an inclination with respect to a cross-sectional direction orthogonal to the longitudinal direction and does not intersect. A spiral first notch groove and a spiral second notch groove that are alternately continuous to each other are provided, and the spiral first electrode and the spiral second electrode are respectively A piezoelectric actuator comprising a metal material filled in the first notch groove and the second notch groove so as to substantially coincide with the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic.
【請求項3】 棒状圧電セラミックの長さ方向における
外周面の片端部に所定距離を隔てて2本の金属電極線の
端部をそれぞれ固定し、該2本の金属電極線を供給しな
がら該2本の金属電極線と該棒状圧電セラミックとを該
棒状圧電セラミックの中心軸方向に沿うように相対的に
移動させることで、該棒状圧電セラミックの外周面に該
長さ方向と直交する断面方向に対してそれぞれ傾きを有
し、且つ交わらないように交互に連続する螺旋状の第1
の電極線と螺旋状の第2の電極線と形成する電極形成工
程を含むことを特徴とする圧電アクチュエータの製造方
法。
3. An end portion of two metal electrode wires is fixed to one end portion of the outer peripheral surface in the length direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic at a predetermined distance, and the two metal electrode wires are supplied while being supplied. By relatively moving the two metal electrode wires and the rod-shaped piezoelectric ceramic along the central axis direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic, a cross-sectional direction orthogonal to the length direction is formed on the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic. The first spirals each having an inclination with respect to each other and alternately continuing so as not to intersect with each other.
2. A method for manufacturing a piezoelectric actuator, comprising: an electrode forming step of forming the electrode wire and the spiral second electrode wire.
【請求項4】 所定距離を隔てて固定された電極ペース
ト印刷用の2つの印刷部をそれぞれ棒状圧電セラミック
の長さ方向における外周面の片端部に接触させ、該電極
ペーストを供給しながら該2つの印刷部と該棒状圧電セ
ラミックとを該棒状圧電セラミックの中心軸方向に沿う
ように相対的に移動させることで、該棒状圧電セラミッ
クの外周面に該長さ方向と直交する断面方向に対してそ
れぞれ傾きを有し、且つ交わらないように交互に連続す
る螺旋状の第1の金属ペーストと螺旋状の第2の金属ペ
ーストとを形成する金属ペースト形成工程を含むことを
特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
4. Two printing parts for printing electrode paste fixed at a predetermined distance are respectively brought into contact with one end of the outer peripheral surface in the longitudinal direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic, and the electrode paste is supplied while the two parts are provided. By relatively moving one printed portion and the rod-shaped piezoelectric ceramic along the central axis direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic, the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic with respect to the cross-sectional direction orthogonal to the length direction. A piezoelectric actuator, comprising: a metal paste forming step of forming a spiral first metal paste and a spiral second metal paste, each of which has an inclination and is continuous so as not to intersect with each other. Production method.
【請求項5】 所定距離を隔てて固定された切削用の2
つの切削部をそれぞれ棒状圧電セラミックの長さ方向に
おける外周面の片端部に接触させ、該2つの切削部と該
棒状圧電セラミックとを該棒状圧電セラミックの中心軸
方向に沿うように相対的に移動させることで、該棒状圧
電セラミックの外周面に該長さ方向と直交する断面方向
に対してそれぞれ傾きを有し、且つ交わらないように交
互に連続する螺旋状の第1の切り欠け溝と螺旋状の第2
の切り欠け溝とを形成する溝形成工程と、前記棒状圧電
セラミックの外周面全体に金属材料を塗布する金属材塗
布工程と、前記棒状圧電セラミックの外周面から前記金
属材料を前記螺旋状の第1及び第2の切り欠け溝内に充
填されたものが該棒状圧電セラミックの外周面にほぼ一
致して残存するように除去することにより、該螺旋状の
第1の切り欠け溝内と該螺旋状の第2の切り欠け溝内と
にそれぞれ螺旋状の第1の金属ペーストと螺旋状の第2
の金属ペーストとを形成する金属材除去工程とを含むこ
とを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
5. A cutting tool 2 fixed at a predetermined distance.
The two cut portions are respectively brought into contact with one end of the outer peripheral surface in the length direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic, and the two cut portions and the rod-shaped piezoelectric ceramic are relatively moved along the central axis direction of the rod-shaped piezoelectric ceramic. By doing so, the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic is inclined with respect to the cross-sectional direction orthogonal to the length direction, and is spirally continuous with the first notch groove and the spiral notch that intersect each other. Second of the shape
A groove forming step of forming a notch groove, a metal material applying step of applying a metal material to the entire outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic, and a spiral-shaped first metal material applied from the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic. By removing the material filled in the first and second notch grooves so as to remain substantially in conformity with the outer peripheral surface of the rod-shaped piezoelectric ceramic, the inside of the spiral first notch groove and the spiral A spiral first metal paste and a spiral second metal paste in the second groove.
And a metal material removing step of forming the metal paste of 1.
【請求項6】 請求項4又は5記載の圧電アクチュエー
タの製造方法において、更に、前記螺旋状の第1の金属
ペーストと前記螺旋状の第2の金属ペーストとを乾燥,
熱処理してそれぞれ螺旋状の第1の電極と螺旋状の第2
の電極とする電極成形工程を含むことを特徴とする圧電
アクチュエータの製造方法。
6. The method of manufacturing a piezoelectric actuator according to claim 4, further comprising drying the spiral first metal paste and the spiral second metal paste,
Heat-treated to form a spiral first electrode and a spiral second electrode, respectively.
A method for manufacturing a piezoelectric actuator, comprising:
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Cited By (5)

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