JPS6041273A - 圧電変位素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内部電極層を焼結した圧電セラミック層と一
体的に含む圧電変位素子に関するものである。

圧電変位素子として好適なものとしてバイモルフを上げ
ると、従来のバイモルフは、圧電セラミック板の両面に
電極を形成し、これを２枚エポキシ樹脂などで接着する
か、あるいは金属板を介してその両側に圧電セラミック
板を貼り合わせたものがあった。

このような構造のバイモルフには、直列型バイモルフ、
並列型バイモルフがある。第１図、第２図は直列型バイ
モルフ、並列型バイモルフの概略図を示したものである
。図において、１．２はＰＺＴ系の圧電セラミック板、
１ａ、　１ｂは圧電セラミック板１の両面に形成された
電極、２ａ、　２ｂは圧電セラミック板２の両面に形成
された電極で、分極方向が第１図、第２図にそれぞれ示
した矢印方向になるように、たとえばエポキシ樹脂から
なる接着剤で接着されている。第１図に示した直列型バ
イモルフの場合には、電極１ａがプラス側電源に電気接
続され、電極２ｂがマイナス側電源に電気接続されてい
る。また第２図に示した並列型バイモルフの場合には、
電極１ａと電極２ｂがプラス側電源に電気接続され、電
極１ｂと電極２ａがマイナス側電源に電気接続されてい
る。そして静電容量は並列型バイモルフが直列型バイモ
ルフの４倍になるのに対し、曲げによる出力圧電は直列
型バイモルフが並列型バイモルフの２倍となる。この例
では圧電セラミック板１．２を接着剤で接着したが、金
属板を介して圧電セラミック板１．２を貼り合わせても
同様な構成となる。

しかしながら、これら従来のバイモルフは、いずれも圧
電セラミック板１．２を接着したものであるため、接着
部分での特性の劣化が生じること、また金属板を介して
接着したものは圧電セラミック板１，２と金属板との線
膨服係数の違いから、圧電セラミック板１．２に歪が生
じ、これが特性劣化を引き起こす原因になること、さら
には圧電セラミック板１，２を接着するため、あらかじ
め圧電セラミック板１．２を準備しておかなければなら
ないが、この圧電セラミック板１．２を板厚１００μｍ
以下の薄層することが困難であること、などが欠点とさ
れており、静電容量の大きい、すなわち低インピーダン
スであるバイモルフが得にくかった。

したがって、この発明は上記したバイモルフを含む圧電
変位素子の欠点を解消し、低電圧で駆動可能な低インピ
ーダンスの圧電変位素子を提供することを目的とする。

以下、この発明を実施例に従って詳細に説明する。

第３図はこの発明にかかる圧電変位素子の一実施例を示
す断面図である。図において、１１．１２は圧電セラミ
ック層、１３は圧電セラミック層１１．１２の間に介在
する内部電極層、１４は圧電セラミック層１１の上面に
形成された外部電極層、１５は圧電セラミック層１２の
下面に形成された外部電極層である。

このような構造からなる圧電変位素子は第４図（ａ）〜
（ｅ）に示す方法によって製造される。

図に従って詳細に説明すると、まず、第４図（ａ　＞に
示すように、たとえばＰＺＴ系、ＰｂＴｉ０ａ系の圧電
セラミックグリーンシート２１を準備する。

次にこの圧電セラミックグリーンシート２１の上に、第
４図（ｂ）に示すように、Ｐｉ　、Ａ［−Ｐｄ合金など
の高融点金属ペーストを印刷し、内部電極ペースト層２
２を形成する。この内部電極ペースト層２２形成した圧
電セラミックグリーンシート２１の」二に、第４図（Ｃ
）に示すように、他の圧電セラミックグリーンシート２
３を積み重ねて圧着し、積層体２４を作成する。このの
ち、第４図（Ｃ）に示した積層体２４の両側縁をＴ−１
線、Ｉ−Ｍ線で切断し、第４図（ｄ　）に示した焼成用
の積層体２４ａを準備した。この場合、第４図（０）に
おいて両側縁を切断しなくてもよい。この積層体２４ａ
を、たとえば空気中または酸素雰囲気中、１１６０℃１
．２時間の条件で焼成し、内部電極ペースト層２２も同
時に焼付け、内部電極層を一体的に含む圧電セラミック
の焼結体を得る。こののち、焼結体の上面と下面にそれ
ぞれ、たとえば銀の電極層を形成する。第４図（ｅ）は
このようにして電極層２５ａ、２５ｔｌを形成した焼結
体を示す。なお、２６は焼結体の端面に形成した内部電
極層の引出し電極である。

直列型バイモルフを得る場合には、内部電極層２２にプ
ラスの直流電界を加え、電極層２５ａと電極層２５ｂに
マイナスの直流電界を加えることによって、分極方向を
従来例の第１図に示した方向にし、結線を同じく第１図
のようにすることによって直列型のバイモルフを得るこ
とができる。

また並列型バイモルフを得る場合には、電極層２５ａに
マイナスの直流電界を加え、電極層２５ｂにプラスの直
流電界を加えることによって、分極方向を従来例の第２
図に示した方向にし、結線と同じく第２図のようにする
ことによって並列型のバイモルフを得ることができる。

以上この発明にかかる圧電変位素子によれば、積層型セ
ラミック焼結体がｎ層（ｎ＝２以上）の圧電セラミック
層とこの圧電セラミック層に平行で圧電セラミック層の
内部および表面に（ｎ＋１）層の電極層とを含むものか
らなるものであり、圧電セラミック層が一体的に焼結さ
れたものとなっているため、機械的強度も大きいもので
ある。また接着剤を使用していないため、接着剤による
特れ、このため低インピーダンスとなり、低電圧で駆動
可能な圧電変位素子が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来のバイモルフを示す概略図であり
、第１図は直列型バイモルフ、第２図は並列型バイモル
フ、第３図はこの発明にかかる圧電変位素子の一実施例
を示す断面図、第４図（ａ　）〜（ｅ）は圧電変位素子
としてのバイモルフの製造順序を示す斜視図である。 １１．１２は圧電セラミック層、１３は内部電極層、１
４．１５は外部電極層。 特　許　出　願　人 株式会社村田製作所 第１図 纜２図 葆３図 ７− 第４図 （１） （ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 積層型セラミック焼結体からなる圧電変位素子であって
   、積層型セラミック焼結体は、０層（ｎ−２以上）の圧
   電セラミック層とこの圧電セラミック層の内部および表
   面に圧電セラミック層と平行な（ｎ＋１）層の電極層と
   を含むものからなることを特徴とする圧電変位素子。